JP7164460B2 - Optical combiner, laser device, and method for manufacturing optical combiner - Google Patents

Optical combiner, laser device, and method for manufacturing optical combiner Download PDF

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本発明は、戻り光による影響を抑制し得る光コンバイナ、レーザ装置、及び光コンバイナの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical combiner, a laser device, and a method for manufacturing an optical combiner that can suppress the influence of return light.

レーザ装置は、非接触加工が可能であることから、加工分野、医療分野等、様々な分野において用いられており、更なる高出力化が求められている。 Since laser devices are capable of non-contact processing, they are used in various fields such as the processing field and the medical field, and there is a demand for higher output power.

このようなレーザ装置の高出力化を実現する方法の一つとして、複数の光ファイバから出力するレーザ光を纏めて、1本の光ファイバから出力する方法がある。下記特許文献1には、このようなレーザ装置に用いることができる光コンバイナである光ファイバ部品が記載されている。 As one of the methods for realizing such a high-output laser device, there is a method of collectively outputting laser beams output from a plurality of optical fibers and outputting them from a single optical fiber. Patent Literature 1 listed below describes an optical fiber component that is an optical combiner that can be used in such a laser device.

この光コンバイナは、複数の入力用光ファイバが、テーパ光ファイバの一方側の端部に接続されている。このテーパ光ファイバは、一方側から他方側にかけて外径が縮径される縮径部を有しており、外径が細い他方側の端部に1本の出力用光ファイバが接続されている。更に、上記複数の入力用光ファイバの一部とテーパ光ファイバと1本の出力用光ファイバの一部とがケース内に配置され、それぞれの入力用光ファイバとケースとが樹脂で固定され、出力用光ファイバとケースとが他の樹脂で固定さている。 In this optical combiner, a plurality of input optical fibers are connected to one end of a tapered optical fiber. This tapered optical fiber has a diameter-reduced portion in which the outer diameter is reduced from one side to the other side, and one output optical fiber is connected to the end portion on the other side where the outer diameter is small. . Further, a portion of the plurality of input optical fibers, a tapered optical fiber, and a portion of the single output optical fiber are arranged in a case, and the respective input optical fibers and the case are fixed with resin, The optical fiber for output and the case are fixed with another resin.

特許第5648131号公報Japanese Patent No. 5648131

上記特許文献1に記載の光コンバイナは高出力レーザ等に用いられる。この光コンバイナが用いられたレーザ装置において、それぞれの入力用光ファイバから光が入射されると、当該光がテーパ光ファイバを介して出力用光ファイバから出射され、出射した光が加工物等で反射して再び出力用ファイバに入射する場合がある。出力用ファイバに入射した光は、戻り光として出力用ファイバから入力用ファイバに向けて伝搬し、この戻り光がケース内で漏洩する場合がある。ケース内で光が漏洩すると、当該光がケースの内壁で反射して、上記複数の入力用光ファイバのいずれかに再入射する場合があり、当該光は入力用光ファイバを戻り光として伝搬し得る。また、光ファイバの被覆層や光ファイバを固定する固定樹脂に再入射した光が吸収されて、光を吸収した被覆層や固定樹脂が発熱する可能性がある。上記特許文献1では、漏洩した光を散乱させる散乱材料が設けられている。しかし、他の方法によって、出力用光ファイバ側から上記入力用光ファイバに入射する戻り光の影響を抑制したいとの要請がある。 The optical combiner described in Patent Document 1 is used for high-power lasers and the like. In a laser device using this optical combiner, when light is incident from each of the input optical fibers, the light is emitted from the output optical fiber via the tapered optical fiber, and the emitted light hits the workpiece or the like. It may be reflected and re-injected into the output fiber. The light that has entered the output fiber propagates from the output fiber toward the input fiber as return light, and this return light may leak inside the case. When light leaks within the case, the light may be reflected by the inner wall of the case and may re-inject into one of the plurality of input optical fibers, and the light may propagate through the input optical fibers as return light. obtain. Further, the re-incident light may be absorbed by the coating layer of the optical fiber or the fixing resin for fixing the optical fiber, and the coating layer or the fixing resin that absorbs the light may generate heat. In Patent Literature 1, a scattering material that scatters the leaked light is provided. However, there is a demand for suppressing the influence of return light entering the input optical fiber from the output optical fiber side by other methods.

そこで、本発明は、戻り光による影響を抑制し得る光コンバイナ、レーザ装置、及び光コンバイナの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical combiner, a laser device, and a method for manufacturing an optical combiner that can suppress the influence of returned light.

上記課題を解決するため、本発明の光コンバイナは、第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを含む複数の入力用光ファイバと、前記複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が接続される出力用光ファイバと、前記複数の入力用光ファイバの側面を囲む管状のケースと、を備え、前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、前記第1入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAは、前記第2入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAよりも小さく、前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さくなる位置に配置されることを特徴とするものである。なお、本明細書では、光ファイバに入射する光の入射角とは、光ファイバの中心軸と光ファイバに入射する光とがなす角である。 In order to solve the above-mentioned problems, an optical combiner of the present invention connects a plurality of input optical fibers including a first input optical fiber and a second input optical fiber to one end of each of the plurality of input optical fibers. and a tubular case surrounding the sides of the plurality of input optical fibers, wherein the first input optical fiber and the second input optical fiber are individually provided with the same incident angle. When light is incident, the NA of the light incident from the first input optical fiber and emitted from the output optical fiber is the NA of the light incident from the second input optical fiber and emitted from the output optical fiber. A part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks and is reflected on the inner wall of the case to be reflected by the first input optical fiber. The optical fiber is arranged at a position where energy of light re-entering the optical fiber is smaller than energy of light re-entering the second input optical fiber after the leaked light is reflected by the inner wall. It is. In this specification, the incident angle of light incident on an optical fiber is the angle formed by the central axis of the optical fiber and the light incident on the optical fiber.

上記のように加工物等で反射して再び出力用光ファイバから入力用光ファイバに向かって伝搬する戻り光がケース内において漏洩する場合がある。しかし、上記光コンバイナでは、ケースの内壁で反射して第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーは、ケースの内壁で反射して第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さい。ところで、第1入力用光ファイバと第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、出力用光ファイバから出射する光のNAが小さな第1入力用光ファイバの方が、出力用光ファイバから出射する光のNAが大きな第2入力用光ファイバよりも、戻り光が入射し易い傾向にある。つまり、本発明の光コンバイナでは、ケースの内壁で反射して再入射する光のエネルギーが第2入力用光ファイバよりも低い第1入力用光ファイバには、出力用光ファイバから戻り光が第2入力用光ファイバよりも入射し易い。従って、出力用光ファイバから伝搬する戻り光のエネルギーとケースで反射して再入射する光のエネルギーとの総和の差を、第1入力用光ファイバと第2入力用光ファイバとで小さくし得る。このため、本発明の光コンバイナによれば、入射する戻り光のエネルギーが高い第1入力用光ファイバに第2入力用光ファイバよりも高いエネルギーの光が再入射する場合と比べて、戻り光による影響を抑制し得る。 As described above, the return light that is reflected by the workpiece or the like and propagates again from the output optical fiber toward the input optical fiber may leak in the case. However, in the above optical combiner, the energy of the light reflected by the inner wall of the case and re-entering the first input optical fiber is higher than the energy of the light reflected by the inner wall of the case and re-entering the second input optical fiber. is also small. By the way, when light beams having the same incident angle are separately incident on the first input optical fiber and the second input optical fiber, the first input optical fiber has a smaller NA of the light emitted from the output optical fiber. However, return light tends to enter more easily than the second input optical fiber having a large NA of the light emitted from the output optical fiber. In other words, in the optical combiner of the present invention, the energy of the light reflected by the inner wall of the case and re-entering the first input optical fiber is lower than that of the second input optical fiber. It is easier to enter than the two-input optical fiber. Therefore, the difference in the sum of the energy of the return light propagating from the output optical fiber and the energy of the light reflected and re-entering the case can be reduced between the first input optical fiber and the second input optical fiber. . For this reason, according to the optical combiner of the present invention, compared to the case where light with energy higher than that of the second input optical fiber is re-entered into the first input optical fiber in which the energy of the incident return light is high, the return light can suppress the influence of

また、前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率は、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率よりも低く、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置されることが好ましい。 Further, in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with respect to the area where the plurality of input optical fibers are arranged is and the first input optical fiber is arranged closer to the inner wall on the one side than the second input optical fiber.

第1入力用光ファイバが第2入力用光ファイバよりも反射率の低い内壁側に配置されることで容易に第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーを抑制することができる。 By arranging the first input optical fiber on the inner wall side where the reflectance is lower than that of the second input optical fiber, it is possible to easily suppress the energy of the light re-entering the first input optical fiber.

このように前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした前記一方側の内壁の反射率が前記領域を基準とした前記他方側の内壁の反射率よりも低い場合、前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を透過することが好ましい。 In this way, when the reflectance of the inner wall on the one side is lower than the reflectance of the inner wall on the other side with reference to the area where the plurality of input optical fibers are arranged, the one side The inner wall of the is preferably transparent to at least part of the light.

内壁が光の少なくとも一部を透過することで、第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーをより抑制することができる。 Since the inner wall transmits at least part of the light, the energy of the light re-entering the first input optical fiber can be further suppressed.

また、前記ケースの前記一方側の内壁は石英で、前記ケースの前記他方側の内壁は金属であることとしてもよい。 Further, the inner wall on the one side of the case may be made of quartz, and the inner wall on the other side of the case may be made of metal.

金属は、加工が容易であるとともに耐熱性、放熱性、及び加工性に優れるためケースに用いることが好ましい。一方、金属は一般的に光の反射率が高い。そこで、上記のように、第1入力用光ファイバに近いケースの他方側の内壁が光透過性を有する石英とされ、第2入力用光ファイバに近いケースの他方側の内壁が金属とされてもよい。 Metal is preferably used for the case because it is easy to process and has excellent heat resistance, heat dissipation, and workability. On the other hand, metals generally have high light reflectance. Therefore, as described above, the inner wall on the other side of the case near the first input optical fiber is made of quartz having optical transparency, and the inner wall on the other side of the case near the second input optical fiber is made of metal. good too.

或いは、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした前記一方側の内壁の反射率が前記領域を基準とした前記他方側の内壁の反射率よりも低い場合、前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を吸収することが好ましい。 Alternatively, when the reflectance of the inner wall on the one side is lower than the reflectance of the inner wall on the other side with reference to the area where the plurality of input optical fibers are arranged, Preferably, the inner wall absorbs at least part of the light.

内壁が光の少なくとも一部を吸収することで、第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーをより抑制することができる。 Since the inner wall absorbs at least part of the light, the energy of the light re-entering the first input optical fiber can be further suppressed.

また、前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁は光を乱反射し、前記領域を基準とした他方側の前記内壁は前記一方側の前記内壁よりも乱反射が抑制されて光を反射し、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置されることが好ましい。 In addition, in the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the inner wall on one side with respect to the area where the plurality of input optical fibers are arranged diffusely reflects light, and the inner wall on the other side with respect to the area. The inner wall reflects light with less irregular reflection than the inner wall on the one side, and the first optical fiber for input is arranged closer to the inner wall on the one side than the second optical fiber for input. is preferred.

一般的に、第2入力用光ファイバよりも第1入力用光ファイバの近くに位置する内壁が光を乱反射することで、反射する光のエネルギー密度を低下させることができる。このため、第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーをより抑制することができる。 In general, the inner wall positioned closer to the first input optical fiber than the second input optical fiber diffusely reflects light, so that the energy density of the reflected light can be reduced. Therefore, the energy of the light re-entering the first input optical fiber can be further suppressed.

また、前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率と、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率とが互いに等しく、前記第1入力用光ファイバから前記一方側の内壁までの距離は、前記第2入力用光ファイバから前記他方側の内壁までの距離よりも大きいことが好ましい。 Further, in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with reference to the area where the plurality of input optical fibers are arranged, and the inner wall on the other side with reference to the area are equal to each other, and the distance from the first input optical fiber to the inner wall on the one side is preferably greater than the distance from the second input optical fiber to the inner wall on the other side.

この場合、一方側の内壁と他方側の内壁とで反射率を変えずとも、内壁で反射して第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーを抑制することができる。従って、一方側の内壁と他方側の内壁とで反射率が異なる場合と比べて、ケースの構成を簡易にすることができる。 In this case, the energy of the light reflected by the inner wall and re-entering the first input optical fiber can be suppressed without changing the reflectance between the inner wall on one side and the inner wall on the other side. Therefore, the structure of the case can be simplified as compared with the case where the reflectance is different between the inner wall on one side and the inner wall on the other side.

また、前記複数の入力用ファイバは特定の入力用光ファイバを含み、前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとは、前記特定の入力用光ファイバを挟む位置に配置されることが好ましい。 Further, the plurality of input fibers includes a specific input optical fiber, and the first input optical fiber and the second input optical fiber are arranged at positions sandwiching the specific input optical fiber. is preferred.

特定の入力用光ファイバを挟むことで、特定の入力用光ファイバを挟まない場合と比べて、特定の入力用光ファイバが障壁となり、第1入力用光ファイバよりも第2入力用光ファイバに近い内壁で反射した光が、第1入力用光ファイバに再入射することが抑制できる。従って、第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーを抑制することができる。
また、前記複数の入力用光ファイバは、前記特定の入力用光ファイバと、前記第1入力用光ファイバ及び前記第2入力用光ファイバを含み前記特定の入力用光ファイバの周りに配置される6本の光ファイバと、からなることが好ましい。
By sandwiching the specific input optical fiber, the specific input optical fiber becomes a barrier compared to the case where the specific input optical fiber is not sandwiched, and the second input optical fiber is used more than the first input optical fiber. It is possible to suppress the light reflected by the nearby inner wall from reentering the first input optical fiber. Therefore, it is possible to suppress the energy of the light re-entering the first input optical fiber.
The plurality of input optical fibers includes the specific input optical fiber, the first input optical fiber, and the second input optical fiber, and is arranged around the specific input optical fiber. It preferably consists of six optical fibers.

この場合、特定の入力用光ファイバと特定の入力用光ファイバの周りに配置される入力用光ファイバとで、7本の入力用光ファイバとなり、互いに隣り合う入力用光ファイバの中心間距離を等しくし得る。また、複数の入力用光ファイバを細密充填し得、この場合、光コンバイナの大型化を抑制することができる。 In this case, the specific input optical fiber and the input optical fibers arranged around the specific input optical fiber constitute seven input optical fibers, and the center-to-center distance between the adjacent input optical fibers is can be made equal. Also, a plurality of input optical fibers can be closely packed, and in this case, an increase in the size of the optical combiner can be suppressed.

また、前記ケースは、溝が形成される第1ケース部と、溝が形成される第2ケース部とを有し、前記複数の入力用光ファイバは、前記第1ケース部の前記溝内に配置され、前記第1ケース部は、前記第1ケース部の溝が前記第2ケース部側を向いて、前記第2ケース部の前記溝内に配置されることが好ましい。 The case has a first case portion in which grooves are formed and a second case portion in which grooves are formed, and the plurality of input optical fibers are arranged in the grooves of the first case portion. Preferably, the first case part is arranged in the groove of the second case part with the groove of the first case part facing the second case part.

この場合、複数の入力用光ファイバを容易に管状のケース内に配置することができる。また、上記のように第1入力用光ファイバが第2入力用光ファイバよりも一方側の内壁の近くに配置される場合において、第1入力用光ファイバと第2入力用光ファイバとの位置関係を守りつつ、第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを容易にケース内に配置することができる。また、上記のように第1ケース部の内壁と第2ケース部の内壁との反射率を異ならせることが容易であるため、上記のように一方側の内壁の反射率と他方側の内壁の反射率とを容易に異ならせることができる。 In this case, a plurality of input optical fibers can be easily arranged in the tubular case. Further, when the first input optical fiber is arranged closer to the inner wall on one side than the second input optical fiber as described above, the positions of the first input optical fiber and the second input optical fiber The first input optical fiber and the second input optical fiber can be easily arranged in the case while maintaining the relationship. In addition, since it is easy to make the reflectance of the inner wall of the first case portion and the inner wall of the second case portion different as described above, the reflectance of the inner wall on one side and the The reflectance can be easily differentiated.

前記複数の入力用光ファイバは、前記ケースの前記内壁に光透過性の樹脂で固定されることが好ましい。 Preferably, the plurality of input optical fibers are fixed to the inner wall of the case with a light-transmissive resin.

複数の入力用光ファイバがケースの内壁に固定されることで、それぞれの入力用光ファイバの位置を固定できる。また、入力用光ファイバを固定する樹脂が光透過性であることにより、樹脂がケース内に漏洩した光を吸収することで発熱して損傷することを抑制することができる。 By fixing a plurality of input optical fibers to the inner wall of the case, the position of each input optical fiber can be fixed. In addition, since the resin fixing the input optical fiber is light transmissive, it is possible to suppress heat generation and damage due to absorption of light leaked into the case by the resin.

また、上記課題を解決するため、本発明のレーザ装置は、上記のいずれかに記載の光コンバイナと、それぞれの前記入力用光ファイバに光を入射する複数の光源と、を備えることを特徴とするものである。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, a laser device according to the present invention includes any one of the optical combiners described above, and a plurality of light sources for inputting light into the respective input optical fibers. It is something to do.

上記のように光コンバイナによれば、第1入力用光ファイバにおける出力用光ファイバから伝搬する戻り光のエネルギーとケースで反射して再入射する光のエネルギーとの総和と、第2入力用光ファイバにおける出力用光ファイバから伝搬する戻り光のエネルギーとケースで反射して再入射する光のエネルギーとの総和、との差を、第1入力用光ファイバと第2入力用光ファイバとで小さくし得る。従って、この光コンバイナを用いるレーザ装置では、特定の光源に戻り光が集中して入射することを抑制することができ、戻り光による影響を抑制し得る。 As described above, according to the optical combiner, the sum of the energy of the return light propagating from the output optical fiber in the first input optical fiber and the energy of the light reflected and re-entering the case, and the second input light The difference between the energy of the return light propagating from the output optical fiber and the sum of the energy of the light reflected by the case and re-entering the fiber is reduced between the first input optical fiber and the second input optical fiber. can. Therefore, in a laser device using this optical combiner, it is possible to suppress the return light from entering a specific light source in a concentrated manner, thereby suppressing the influence of the return light.

また、上記課題を解決するため、本発明は、複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が出力用光ファイバに接続された光学部品を有する光コンバイナの製造方法であって、前記複数の入力用光ファイバにおける2本の前記入力用光ファイバの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における当該2本の前記入力用光ファイバのNAの大小関係を判定するファイバ判定工程と、管状のケース内に前記複数の入力用光ファイバの側面が囲まれるように、前記光学部品を配置する配置工程と、を備え、前記配置工程において、前記ファイバ判定工程で判定した2本の前記入力用光ファイバにおけるNAの小さな方の前記入力用光ファイバを第1入力用光ファイバとし、NAの大きな方の前記入力用光ファイバを第2入力用光ファイバとする場合に、前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さい位置に配置されることを特徴とするものである。 Further, in order to solve the above problems, the present invention provides a method for manufacturing an optical combiner having an optical component in which one end of each of a plurality of input optical fibers is connected to an output optical fiber, the method comprising: a fiber determination step of determining the magnitude relationship of the NA of the two input optical fibers when light with the same incident angle is individually incident from the other end of the two input optical fibers in the optical fiber; an arranging step of arranging the optical component so that the side surfaces of the plurality of input optical fibers are surrounded in a case of the two input optical fibers determined in the fiber determination step in the arranging step When the input optical fiber with a smaller NA in the optical fiber is a first input optical fiber and the input optical fiber with a larger NA is a second input optical fiber, the first input light In the fiber, part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks and is reflected on the inner wall of the case, and the energy of the light re-entering the first input optical fiber is It is characterized in that the leaked light is arranged at a position where the energy is smaller than the energy of the light that is reflected by the inner wall and reenters the second input optical fiber.

このような光コンバイナの製造方法によれば、出力用光ファイバから第1入力用光ファイバに伝搬する戻り光のエネルギーとケース内で光学部品から漏洩してケースの内壁で反射して第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーとの総和と、出力用光ファイバから第2入力用光ファイバに伝搬する戻り光のエネルギーとケース内で光学部品から漏洩してケースの内壁で反射して第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーとの総和と、の差を小さくすることができる光コンバイナを製造することができる。 According to the manufacturing method of such an optical combiner, the energy of the return light that propagates from the output optical fiber to the first input optical fiber and the energy of the return light that leaks from the optical parts in the case and is reflected on the inner wall of the case to the first input The total sum of the energy of the light re-entering the optical fiber for input, the energy of the return light propagating from the optical fiber for output to the second optical fiber for input, and the energy of the return light that leaks from the optical parts in the case and is reflected on the inner wall of the case It is possible to manufacture an optical combiner that can reduce the difference between the sum of the energy of the light re-entering the second input optical fiber and the energy of the light.

以上のように、本発明によれば、戻り光による影響を抑制し得る光コンバイナ、レーザ装置、及び光コンバイナの製造方法が提供される。 As described above, according to the present invention, an optical combiner, a laser device, and a method for manufacturing an optical combiner that can suppress the influence of return light are provided.

本発明の第1実施形態に係るレーザ装置を示す概念図である。1 is a conceptual diagram showing a laser device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図1の光コンバイナを示す分解図である。2 is an exploded view showing the optical combiner of FIG. 1; FIG. 図2の光コンバイナから第2ケース部を外した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the 2nd case part was removed from the optical combiner of FIG. 図3のIV-IV線に沿った位置における光コンバイナの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical combiner at a position along line IV-IV of FIG. 3; 光学部品の出力用光ファイバの中心軸に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view along the central axis of the output optical fiber of the optical component; 光学部品の配置の詳細を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing details of the arrangement of optical components; 光コンバイナの製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of an optical combiner. 準備工程の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a preparation process. 測定工程の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a measurement process. 配置工程の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of an arrangement|positioning process. 本発明の第2実施形態の光コンバイナを図6と同様の方法で示す図である。Figure 7 shows an optical combiner of a second embodiment of the invention in a manner similar to Figure 6; 本発明の第3実施形態の光コンバイナを図6と同様の方法で示す図である。Figure 7 shows an optical combiner of a third embodiment of the invention in a manner similar to Figure 6; 入力用光ファイバと第2ケースの内壁との距離と、故障発生時における光源から入力用光ファイバに入射する光のパワーとの関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the distance between the input optical fiber and the inner wall of the second case, and the power of light incident on the input optical fiber from the light source when a failure occurs. 本発明の第4実施形態の光コンバイナを図2と同様の方法で示す図である。Figure 3 shows an optical combiner of a fourth embodiment of the invention in a manner similar to Figure 2; 図14の光学部品を図5と同様の方法で示す図である。Figure 15 shows the optical component of Figure 14 in a manner similar to Figure 5;

以下、本発明に係る光コンバイナ、レーザ装置、及び光コンバイナの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しながらそれぞれ詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an optical combiner, a laser device, and a method for manufacturing an optical combiner according to the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. The embodiments illustrated below are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit and interpret the present invention. The present invention can be modified and improved without departing from its spirit. Note that in the drawings referred to below, the dimensions of each member may be changed to facilitate understanding.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るレーザ装置を示す概念図である。図1に示すように、本実施形態のレーザ装置100は、複数の光源10と、複数の入力用光ファイバ20と、光コンバイナ1と、デリバリ光ファイバ40とを主な構成として備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a laser device according to a first embodiment of the invention. As shown in FIG. 1, the laser device 100 of this embodiment mainly includes a plurality of light sources 10, a plurality of input optical fibers 20, an optical combiner 1, and a delivery optical fiber 40. As shown in FIG.

それぞれの光源10は、所定の波長の光を出射するレーザ装置であり、例えば、ファイバレーザ装置や固体レーザ装置からなる。光源10がファイバレーザ装置である場合、光源10は共振器型のファイバレーザ装置であったり、MO-PA(Master Oscillator Power Amplifier)型のファイバレーザ装置であったりする。それぞれの光源10から出射する光は、例えば、1070nmの波長の光とされる。本実施形態では、光源10が7つの例を示している。それぞれの光源10には、光源10から出射する光を伝搬する入力用光ファイバ20が接続されている。従って、入力用光ファイバ20の数は、光源10の数と同数とされる。 Each light source 10 is a laser device that emits light of a predetermined wavelength, and is, for example, a fiber laser device or a solid-state laser device. When the light source 10 is a fiber laser device, the light source 10 may be a resonator type fiber laser device or a MO-PA (Master Oscillator Power Amplifier) type fiber laser device. The light emitted from each light source 10 is, for example, light with a wavelength of 1070 nm. In this embodiment, seven light sources 10 are shown. Each light source 10 is connected to an input optical fiber 20 that propagates light emitted from the light source 10 . Therefore, the number of input optical fibers 20 is the same as the number of light sources 10 .

図2は、図1の光コンバイナを示す分解図である。図2に示すように光コンバイナ1は、光学部品2と、ケース3とを主な構成として備える。 2 is an exploded view showing the optical combiner of FIG. 1; FIG. As shown in FIG. 2, the optical combiner 1 includes an optical component 2 and a case 3 as main components.

ケース3は、第1ケース部60と、第2ケース部70とからなる。 The case 3 consists of a first case portion 60 and a second case portion 70 .

第1ケース部60は、溝60Gが形成された断面がコ字状の形状をした部材である。具体的には、平板状の底壁部61の両側縁に当該底壁部61に対して垂直に側壁部62が接続されており、底壁部61とそれぞれの側壁部62とで、溝60Gが形成されている。溝60Gの大きさは、光学部品2を収容可能な大きさとされる。また、溝60Gを形成する第1ケース部60の各内壁には、サンドブラスト等により粗面加工がなされている。従って、第1ケース部60の内壁で反射する光や、第1ケース部60の内壁を透過する光は散乱する。本実施形態では、第1ケース部60は石英から構成されている。なお、本実施形態と異なるが、第1ケース部60の各内壁のうち少なくとも一部が粗面加工されていなくても良い。 The first case portion 60 is a member having a U-shaped cross section in which a groove 60G is formed. Specifically, side walls 62 are connected to both side edges of a flat bottom wall 61 perpendicularly to the bottom wall 61, and the bottom wall 61 and the side walls 62 form grooves 60G. is formed. The size of the groove 60G is set so that the optical component 2 can be accommodated therein. Each inner wall of the first case portion 60 forming the groove 60G is roughened by sandblasting or the like. Therefore, the light reflected by the inner wall of the first case portion 60 and the light transmitted through the inner wall of the first case portion 60 are scattered. In this embodiment, the first case portion 60 is made of quartz. Although different from the present embodiment, at least a portion of the inner walls of the first case portion 60 may not be roughened.

第2ケース部70は、第1ケース部60と概ね同じ長さの部材であり、溝70Gが形成された断面がコ字状の形状をしている。具体的には、平板状の底壁部71の両側縁に当該底壁部71に対して垂直に側壁部72が接続されており、底壁部71とそれぞれの側壁部72とで、溝70Gを形成している。溝70Gは第1ケース部60を収容可能な大きさとされる。具体的には、第1ケース部60の溝60Gが第2ケース部70の底壁部71側を向いた状態で、第1ケース部60は第2ケース部70の溝70Gに収容される。第2ケース部70における一対の側壁部72の互いに内側を向く面の距離は、第1ケース部60のそれぞれの側壁部62の互いに外側を向く面の距離よりも僅かに大きい距離とされる。また、第2ケース部70の溝70Gの深さは、第1ケース部60の側壁部62の高さと概ね同等とされる。このため、第1ケース部60の溝60Gが第2ケース部70の底壁部71側を向いた状態で第1ケース部60は第2ケース部70の溝に収容されると、第1ケース部60の底壁部61の外側の面と、第2ケース部70のそれぞれの側壁部72の縁部とが、概ね面一となる。このように、第1ケース部60が第2ケース部70の溝70Gに収容されることで、第1ケース部60と第2ケース部70とで、管状のケース3が形成されている。また、溝70Gを形成する第2ケース部70の各内壁は、概ね平面状とされる。従って、第2ケース部70の内壁では、光が反射し易い。本実施形態では、第2ケース部70はアルミニウムや真鍮等の金属から構成されている。 The second case portion 70 is a member having approximately the same length as the first case portion 60, and has a U-shaped cross section in which the groove 70G is formed. Specifically, side wall portions 72 are connected to both side edges of a flat bottom wall portion 71 perpendicularly to the bottom wall portion 71, and the bottom wall portion 71 and the side wall portions 72 form grooves 70G. forming The groove 70G is sized to accommodate the first case portion 60 . Specifically, the first case portion 60 is accommodated in the groove 70G of the second case portion 70 with the groove 60G of the first case portion 60 facing the bottom wall portion 71 side of the second case portion 70 . The distance between the surfaces of the pair of side wall portions 72 of the second case portion 70 facing inward is slightly larger than the distance between the surfaces of the side wall portions 62 of the first case portion 60 facing outward. The depth of the groove 70</b>G of the second case portion 70 is approximately equal to the height of the side wall portion 62 of the first case portion 60 . Therefore, when the first case portion 60 is accommodated in the groove of the second case portion 70 with the groove 60G of the first case portion 60 facing the bottom wall portion 71 side of the second case portion 70, the first case portion 60 is The outer surface of the bottom wall portion 61 of the portion 60 and the edges of the respective side wall portions 72 of the second case portion 70 are generally flush with each other. In this manner, the first case portion 60 is accommodated in the groove 70G of the second case portion 70, so that the first case portion 60 and the second case portion 70 form the tubular case 3. As shown in FIG. In addition, each inner wall of the second case portion 70 forming the groove 70G is generally flat. Therefore, light is likely to be reflected on the inner wall of the second case portion 70 . In this embodiment, the second case portion 70 is made of metal such as aluminum or brass.

光学部品2は、上記の複数の入力用光ファイバ20と、テーパ光ファイバ30と、デリバリ光ファイバ40とを主な構成として備える。 The optical component 2 mainly includes the plurality of input optical fibers 20 , the tapered optical fiber 30 and the delivery optical fiber 40 .

複数の入力用光ファイバ20は、光コンバイナ1において、1本の特定の入力用光ファイバ20の周りを6本の入力用光ファイバ20が囲んで配置されている。このため本実施形態では、複数の入力用光ファイバ20は、光コンバイナ1において、互いに中心間距離が等しくされている。また、本実施形態では、それぞれの入力用光ファイバ20は、光コンバイナ1において互いに平行とされている。それぞれの入力用光ファイバ20は、互いに同様の構成とされ、コア21と、コア21を囲むクラッド22と、クラッドを被覆する被覆層23とを有し、コア21の屈折率が、クラッド22の屈折率よりも高くされている。コア21は、例えば、屈折率を高くするゲルマニウム(Ge)等のドーパントが添加される石英から成り、クラッド22は、例えば、純粋な石英から成る。なお、コア21の屈折率が、クラッド22の屈折率よりも高くされていればよく、例えば、コア21が純粋な石英から成り、クラッド22の屈折率を低くするフッ素(F)等のドーパントが添加される石英から成ってもよい。また、入力用光ファイバ20は、例えば、コア21の直径が10μmとされ、クラッド22の外径が125μmとされる。またそれぞれの入力用光ファイバ20は、例えば、基本モードの光が主に伝搬するシングルモードファイバや、2~3モードの光が主に伝搬するフューモードファイバとされる。それぞれの入力用光ファイバ20の一端近傍では被覆層23が剥離されており、それぞれの入力用光ファイバ20の一端はテーパ光ファイバ30の一端に接続されている。 The plurality of input optical fibers 20 are arranged in the optical combiner 1 such that six input optical fibers 20 surround one specific input optical fiber 20 . Therefore, in the present embodiment, the plurality of input optical fibers 20 have the same center-to-center distance in the optical combiner 1 . Further, in this embodiment, the input optical fibers 20 are arranged parallel to each other in the optical combiner 1 . Each of the input optical fibers 20 has a similar configuration, and has a core 21, a clad 22 surrounding the core 21, and a coating layer 23 covering the clad. higher than the refractive index. The core 21 is made of, for example, quartz doped with a dopant such as germanium (Ge) that increases the refractive index, and the cladding 22 is made of, for example, pure quartz. The refractive index of the core 21 may be higher than that of the clad 22. For example, the core 21 may be made of pure quartz, and a dopant such as fluorine (F) that lowers the refractive index of the clad 22 may be added. It may also consist of doped quartz. The input optical fiber 20 has, for example, a core 21 with a diameter of 10 μm and a clad 22 with an outer diameter of 125 μm. Each input optical fiber 20 is, for example, a single-mode fiber through which fundamental mode light mainly propagates, or a fu-mode fiber through which 2-3 mode light mainly propagates. The coating layer 23 is peeled off near one end of each input optical fiber 20 , and one end of each input optical fiber 20 is connected to one end of the tapered optical fiber 30 .

テーパ光ファイバ30は、それぞれの入力用光ファイバ20が接続される一端側の外径が縮径されておらず、他端側の外径が縮径されている光ファイバである。具体的には、テーパ光ファイバ30は、一端側において、一定の外径を保つ非縮径部33と、非縮径部33と一体に形成され、他端側に向かって外径が徐々に縮径されるテーパ部34とを含む。なお、本実施形態においては、テーパ光ファイバ30は、特にコア-クラッド構造を有しておらず、テーパ光ファイバ30の全体が、光を伝搬可能な部位とされる。テーパ光ファイバ30の非縮径部33における直径は、それぞれの入力用光ファイバ20が接続できる限りにおいて、特に限定されないが、例えば、450μmとされ、他端における直径は、例えば、100μmとされる。また、テーパ光ファイバ30のテーパ部34の長さは、例えば30mmとされる。 The tapered optical fiber 30 is an optical fiber whose outer diameter is not reduced at one end to which each input optical fiber 20 is connected, and whose outer diameter is reduced at the other end. Specifically, the tapered optical fiber 30 is integrally formed with a non-reduced diameter portion 33 that maintains a constant outer diameter at one end, and the outer diameter gradually decreases toward the other end. and a tapered portion 34 that is reduced in diameter. In this embodiment, the tapered optical fiber 30 does not particularly have a core-cladding structure, and the entire tapered optical fiber 30 is a portion capable of propagating light. The diameter of the non-reduced diameter portion 33 of the tapered optical fiber 30 is not particularly limited as long as the respective input optical fibers 20 can be connected, but is, for example, 450 μm, and the diameter at the other end is, for example, 100 μm. . Also, the length of the tapered portion 34 of the tapered optical fiber 30 is, for example, 30 mm.

なお、テーパ光ファイバ30の屈折率は、入力用光ファイバ20のコア21の屈折率と概ね同等とされることが、後述のように入力用光ファイバ20からテーパ光ファイバ30に光が入射される場合に、光の反射を抑制することができるため好ましい。テーパ光ファイバ30は、例えば、屈折率を高くするゲルマニウム(Ge)等のドーパントが添加される石英や、純粋な石英や、フッ素(F)等のドーパントが添加される石英から成ってもよい。また、なお、テーパ光ファイバ30の屈折率は、入力用光ファイバ20のコア21の屈折率と異なっていてもよい。 It should be noted that the refractive index of the tapered optical fiber 30 is approximately equal to the refractive index of the core 21 of the input optical fiber 20. As will be described later, light is incident on the tapered optical fiber 30 from the input optical fiber 20. In this case, the reflection of light can be suppressed, which is preferable. The tapered optical fiber 30 may be made of, for example, quartz doped with a dopant such as germanium (Ge) to increase the refractive index, pure quartz, or quartz doped with a dopant such as fluorine (F). Moreover, the refractive index of the tapered optical fiber 30 may be different from the refractive index of the core 21 of the input optical fiber 20 .

デリバリ光ファイバ40は、コア41と、コア41を囲むクラッド42と、クラッド42の外周面を被覆する被覆層43とを有し、コア41の屈折率が、クラッド42の屈折率よりも高くされている。コア41の屈折率は、テーパ光ファイバ30から入射する光の屈折を抑制する観点から、テーパ光ファイバ30と同等であることが好ましい。従って、例えば、コア41は屈折率を高くするゲルマニウム(Ge)等のドーパントが添加される石英から成り、クラッド42は純粋な石英から成る。なお、コア41の屈折率が、クラッド42の屈折率よりも高くされていればよく、例えば、コア41が純粋な石英から成り、クラッド42の屈折率を低くするフッ素(F)等のドーパントが添加される石英から成ってもよい。本実施形態において、コア41の直径は、テーパ光ファイバ30の縮径された他端の直径以上とされる。従って、上記のように、テーパ光ファイバ30の縮径された他端の直径が100μmである場合、デリバリ光ファイバ40のコア41の直径は、例えば、100μmとされる。デリバリ光ファイバ40の一端近傍では被覆層43が剥離されており、デリバリ光ファイバ40の一端におけるコア41と、テーパ光ファイバ30の他端とが互いに接続されている。 The delivery optical fiber 40 has a core 41, a clad 42 surrounding the core 41, and a coating layer 43 covering the outer peripheral surface of the clad 42. The core 41 has a higher refractive index than the clad 42. ing. The refractive index of the core 41 is preferably equal to that of the tapered optical fiber 30 from the viewpoint of suppressing refraction of light incident from the tapered optical fiber 30 . Thus, for example, the core 41 consists of quartz doped with dopants such as germanium (Ge) to increase the refractive index, and the cladding 42 consists of pure quartz. The refractive index of the core 41 may be higher than that of the clad 42. For example, the core 41 may be made of pure quartz, and a dopant such as fluorine (F) that lowers the refractive index of the clad 42 may be added. It may also consist of doped quartz. In this embodiment, the diameter of the core 41 is greater than or equal to the diameter of the tapered optical fiber 30 at the other end. Therefore, as described above, when the diameter of the tapered optical fiber 30 is 100 μm at the other end, the diameter of the core 41 of the delivery optical fiber 40 is, for example, 100 μm. The coating layer 43 is removed near one end of the delivery optical fiber 40, and the core 41 at one end of the delivery optical fiber 40 and the other end of the tapered optical fiber 30 are connected to each other.

このように入力用光ファイバ20のコア21とテーパ光ファイバ30とが接続され、テーパ光ファイバ30とデリバリ光ファイバ40のコア41とが接続されることで、入力用光ファイバ20のコア21と、テーパ光ファイバ30と、デリバリ光ファイバ40のコア41とが互いに光学的に結合している。このため、入力用光ファイバ20からテーパ光ファイバ30に入射する光は、テーパ光ファイバ30から出射可能であり、テーパ光ファイバ30から出射する光はデリバリ光ファイバ40から出射可能である。また、テーパ光ファイバ30とデリバリ光ファイバ40とを一体として把握することも可能であり、本実施形態では、テーパ光ファイバ30とデリバリ光ファイバ40とで出力用光ファイバ50が構成されていると理解することができる。 By connecting the core 21 of the input optical fiber 20 and the tapered optical fiber 30 and connecting the tapered optical fiber 30 and the core 41 of the delivery optical fiber 40 in this manner, the core 21 of the input optical fiber 20 and the tapered optical fiber 30 are connected. , the tapered optical fiber 30 and the core 41 of the delivery optical fiber 40 are optically coupled to each other. Therefore, the light incident on the tapered optical fiber 30 from the input optical fiber 20 can be emitted from the tapered optical fiber 30 , and the light emitted from the tapered optical fiber 30 can be emitted from the delivery optical fiber 40 . Further, it is also possible to grasp the tapered optical fiber 30 and the delivery optical fiber 40 as a unit. I can understand.

本実施形態では、光学部品2が第1ケース部60の溝60G内に配置され、第1ケース部60が第2ケース部70の溝70G内に配置されることで、光コンバイナ1が組み立てられている。以下、光学部品2の配置等の詳細を説明する。 In this embodiment, the optical combiner 1 is assembled by placing the optical component 2 in the groove 60G of the first case portion 60 and placing the first case portion 60 in the groove 70G of the second case portion 70. ing. Details such as the arrangement of the optical component 2 will be described below.

図3は、図2の光コンバイナ1から第2ケース部70を外した様子を示す図である。図3に示すように、光コンバイナ1が第1ケース部60の溝60G内に配置された状態で、複数の入力用光ファイバ20は光透過性の第1固定部材81で第1ケース部60の内壁に固定されている。第1固定部材81は、それぞれの入力用光ファイバ20の被覆層23と被覆層23が剥離されて露出しているクラッド22とを被覆して、複数の入力用光ファイバ20を第1ケース部60に固定している。また、第1固定部材81は、テーパ光ファイバ30と所定の間隔をあけて設けられている。このため、それぞれの入力用光ファイバ20は、テーパ光ファイバ30に接続される近傍において、第1固定部材81により第1ケース部60に固定されていない。また、第1固定部材81は、第2ケース部70の底壁部71に固定されることが好ましいが、第2ケース部70の底壁部71に固定されなくてもよい。第1固定部材81は、熱硬化性の樹脂であることが熱による複数の入力用光ファイバ20の位置ずれを抑制する観点から好ましい。 FIG. 3 is a diagram showing how the second case part 70 is removed from the optical combiner 1 of FIG. As shown in FIG. 3, with the optical combiner 1 placed in the groove 60G of the first case portion 60, the plurality of input optical fibers 20 are fixed to the first case portion 60 by the light-transmissive first fixing member 81. As shown in FIG. fixed to the inner wall of the The first fixing member 81 covers the coating layer 23 of each of the input optical fibers 20 and the clad 22 exposed by peeling the coating layer 23, and holds the plurality of input optical fibers 20 in the first case portion. It is fixed at 60. Also, the first fixing member 81 is provided with a predetermined gap from the tapered optical fiber 30 . Therefore, each input optical fiber 20 is not fixed to the first case portion 60 by the first fixing member 81 in the vicinity of the connection to the tapered optical fiber 30 . Moreover, although it is preferable that the first fixing member 81 is fixed to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 , it does not have to be fixed to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 . It is preferable that the first fixing member 81 is made of a thermosetting resin from the viewpoint of suppressing positional displacement of the plurality of input optical fibers 20 due to heat.

また、図3に示すように、光コンバイナ1が第1ケース部60の溝60G内に配置された状態で、デリバリ光ファイバ40は光透過性の第2固定部材82で第1ケース部60の内壁に固定されている。本実施形態では、第2固定部材82は、デリバリ光ファイバ40の被覆層43と第1ケース部60の内壁とを固定している。第2固定部材82は、第1固定部材81と同様に熱硬化性の樹脂であることが熱によるデリバリ光ファイバ40の位置ずれを抑制する観点から好ましい。また、第2固定部材82は、第1固定部材81と同様に第2ケース部70の底壁部71に固定されることが好ましいが、第2ケース部70の底壁部71に固定されなくてもよい。 Further, as shown in FIG. 3, in a state in which the optical combiner 1 is arranged in the groove 60G of the first case portion 60, the delivery optical fiber 40 is fixed to the first case portion 60 by the light-transmissive second fixing member 82. fixed to the inner wall. In this embodiment, the second fixing member 82 fixes the coating layer 43 of the delivery optical fiber 40 and the inner wall of the first case portion 60 . The second fixing member 82 is preferably made of a thermosetting resin like the first fixing member 81 from the viewpoint of suppressing positional displacement of the delivery optical fiber 40 due to heat. Also, the second fixing member 82 is preferably fixed to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 in the same manner as the first fixing member 81 , but is not fixed to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 . may

図4は、図3のIV-IV線に沿った位置における光コンバイナ1の断面図である。なお、図4では、第2ケース部70が外されていない状態を示す。上記のように、第1ケース部60と第2ケース部70とで、管状のケース3が形成されている。従って、光学部品2はケース3に囲まれており、このため、光学部品2の複数の入力用光ファイバ20の側面はケース3に囲まれている。また、第1ケース部60のそれぞれの側壁部62における底壁部61側と反対側の側面と、第2ケース部70の底壁部71における溝70G側の面とが不図示の接着剤により固定されている。この接着剤は、熱による影響を抑制する観点から熱硬化性の樹脂であることが好ましい。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical combiner 1 taken along line IV--IV of FIG. Note that FIG. 4 shows a state in which the second case portion 70 is not removed. As described above, the first case portion 60 and the second case portion 70 form the tubular case 3 . Therefore, the optical component 2 is surrounded by the case 3 , so that the sides of the plurality of input optical fibers 20 of the optical component 2 are surrounded by the case 3 . Further, the side surface of each side wall portion 62 of the first case portion 60 on the side opposite to the bottom wall portion 61 side and the surface of the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 on the groove 70G side are bonded with an adhesive (not shown). Fixed. This adhesive is preferably a thermosetting resin from the viewpoint of suppressing the influence of heat.

次に、それぞれの入力用光ファイバ20から光を個別に入射する場合におけるデリバリ光ファイバ40から出射する光の開口数(NA:Numerical Aperture)について説明する。出力用光ファイバ50の出射端側に位置するデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAは、デリバリ光ファイバ40のコア41の中心軸とデリバリ光ファイバ40から出射する光の伝搬方向とがなす角θoutの正弦の値と、光が出射するデリバリ光ファイバ40のコア41の屈折率noutとの積nout×sinθoutにより定まる。この角θoutは発散角と呼ばれる場合がある。従って、同じビーム品質の光であれば、出射する光の広がりが大きければ、出射する光のNAが大きいことになる。 Next, the numerical aperture (NA) of the light emitted from the delivery optical fiber 40 when the light is individually incident from each of the input optical fibers 20 will be described. The NA of the light emitted from the delivery optical fiber 40 positioned on the output end side of the output optical fiber 50 is the angle between the central axis of the core 41 of the delivery optical fiber 40 and the propagation direction of the light emitted from the delivery optical fiber 40. It is determined by the product n out ×sin θ out of the sine value of θ out and the refractive index n out of the core 41 of the delivery optical fiber 40 from which light is emitted. This angle θ out is sometimes called the divergence angle. Therefore, if the beam quality is the same, the larger the spread of the emitted light, the larger the NA of the emitted light.

図5は、光学部品2の出力用光ファイバ50の中心軸に沿った断面図である。なお、図が煩雑になることを避けるため、図5ではハッチングが省略されている。図5において一点鎖線で示されるように、本実施形態では、テーパ光ファイバ30の中心軸は、縮径されていない一端を含む非縮径部33の中心軸33Cと、縮径された他端を含むテーパ部34の中心軸34Cがずれている。具体的には、テーパ部34の中心軸34Cは、非縮径部33の中心軸33Cに対して傾いている。このため、テーパ光ファイバ30の他端の中心は、テーパ光ファイバ30の非縮径部33の中心軸33Cに対して所定の径方向にずれている。ここで、図5に示す入力用光ファイバ20のうち、テーパ光ファイバ30の非縮径部33の中心軸33Cを基準として上記所定の径方向側に位置する入力用光ファイバ20を第1入力用光ファイバ20aとし、中心軸33Cを基準として上記所定の径方向側と反対側に位置する入力用光ファイバ20を第2入力用光ファイバ20bとする。この場合、第1入力用光ファイバ20aのコア21の中心軸とデリバリ光ファイバ40のコア41の中心軸との軸ずれ量は、第2入力用光ファイバ20bのコア21の中心軸とデリバリ光ファイバ40のコア41の中心軸との軸ずれ量よりも小さくなる。このとき、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとに同じ入射角の光を入射する場合において、第1入力用光ファイバ20aから入射されてデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAは、第2入力用光ファイバ20bから入射されてデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAよりも小さくなる。 FIG. 5 is a cross-sectional view along the central axis of the output optical fiber 50 of the optical component 2. As shown in FIG. Note that hatching is omitted in FIG. 5 in order to avoid complication of the drawing. As indicated by the dashed line in FIG. 5, in this embodiment, the central axis of the tapered optical fiber 30 is the central axis 33C of the non-reduced diameter portion 33 including one end whose diameter is not reduced and the other end whose diameter is reduced. The center axis 34C of the tapered portion 34 including the is shifted. Specifically, the central axis 34C of the tapered portion 34 is inclined with respect to the central axis 33C of the non-reduced diameter portion 33 . Therefore, the center of the other end of the tapered optical fiber 30 is shifted in a predetermined radial direction with respect to the central axis 33C of the non-reduced diameter portion 33 of the tapered optical fiber 30 . Here, among the input optical fibers 20 shown in FIG. 5, the input optical fiber 20 positioned on the predetermined radial side with respect to the central axis 33C of the non-reduced diameter portion 33 of the tapered optical fiber 30 is the first input. The input optical fiber 20a located on the opposite side of the predetermined radial direction with respect to the central axis 33C is referred to as the second input optical fiber 20b. In this case, the amount of misalignment between the central axis of the core 21 of the first input optical fiber 20a and the central axis of the core 41 of the delivery optical fiber 40 is the same as the central axis of the core 21 of the second input optical fiber 20b and the delivery light. It is smaller than the amount of axial deviation from the central axis of the core 41 of the fiber 40 . At this time, when light with the same incident angle is incident on the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b, the light incident from the first input optical fiber 20a and emitted from the delivery optical fiber 40 is smaller than the NA of the light that enters from the second input optical fiber 20 b and exits from the delivery optical fiber 40 .

なお、上記のように第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとが配置されることで、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとは、複数の入力用光ファイバ20のうちテーパ光ファイバ30の縮径されていない一端における端面の中心に配置される特定の入力用光ファイバ20を挟んでいる。 By arranging the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b as described above, the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b can be used as a plurality of input optical fibers. A specific input optical fiber 20 arranged at the center of the end face of the tapered optical fiber 30 of the optical fibers 20 for input is sandwiched.

次に光学部品2の配置の詳細について説明する。図6は、光学部品の配置の詳細を示す図である。図6に示すように、本実施形態では、ケース3の長手方向に垂直な面において、複数の入力用光ファイバ20が配置される点線で示す領域ARを基準として、一方側に第1ケース部60の底壁部61が位置し、領域ARを基準として、他方側に第2ケース部70の底壁部71が位置する。上記のように、本実施形態では、第1ケース部60が石英から形成され、第2ケース部70が金属から形成されている。従って、領域ARを基準としたケース3の上記一方側の内壁よりも上記他方側の内壁の方が光の反射率が高い傾向にある。また、上記のように、第1ケース部60の内壁は光を乱反射する粗面加工されており、溝70Gを形成する第2ケース部70の各内壁は概ね平面状とされる。このため、第2ケース部70の内壁は、第1ケース部60の内壁よりも乱反射が抑制されて光を反射する。従って、仮に第1ケース部60の底壁部61と第2ケース部70の底壁部71とが同じ反射率であっても、第1ケース部60の底壁部61で反射する光のエネルギー密度は、第2ケース部70の底壁部71で反射する光のエネルギー密度よりも低い傾向にある。 Next, the details of the arrangement of the optical component 2 will be described. FIG. 6 is a diagram showing details of the arrangement of optical components. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case 3, the first case portion is located on one side with reference to the region AR indicated by the dotted line where the plurality of input optical fibers 20 are arranged. 60 is located, and the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 is located on the other side with respect to the area AR. As described above, in this embodiment, the first case portion 60 is made of quartz, and the second case portion 70 is made of metal. Therefore, the inner wall on the other side of the case 3 with respect to the area AR tends to have a higher light reflectance than the inner wall on the one side. Further, as described above, the inner walls of the first case portion 60 are roughened to diffusely reflect light, and the inner walls of the second case portion 70 forming the grooves 70G are generally planar. Therefore, the inner wall of the second case portion 70 reflects light with less irregular reflection than the inner wall of the first case portion 60 . Therefore, even if the bottom wall portion 61 of the first case portion 60 and the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 have the same reflectance, the energy of the light reflected by the bottom wall portion 61 of the first case portion 60 is The density tends to be lower than the energy density of light reflected by the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 .

また、本実施形態では、図6に示すように、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも一方側の内壁すなわち第1ケース部60の底壁部61の近くに配置されている。つまり、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも、光の反射率が低く、光を乱反射する第1ケース部60の内壁である一方側の内壁の近くに配置されている。 Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the first input optical fiber 20a is positioned closer to the inner wall on one side than the second input optical fiber 20b, that is, near the bottom wall portion 61 of the first case portion 60. are placed. That is, the first input optical fiber 20a has a lower light reflectance than the second input optical fiber 20b, and is arranged near one inner wall of the first case portion 60 that diffusely reflects light. ing.

次に、レーザ装置100の動作について説明する。 Next, operation of the laser device 100 will be described.

それぞれの光源10は、入力用光ファイバ20のコア21に光を入射する。この光はそれぞれの入力用光ファイバ20のコア21を伝搬して、入力用光ファイバ20の一端から出射する。入力用光ファイバ20から出射した光は、テーパ光ファイバ30の一端からテーパ光ファイバ30に入射する。テーパ光ファイバ30に入射した光は、非縮径部33からテーパ部34に達し、テーパ部34において、光の少なくとも一部は、テーパ光ファイバ30の外周面で反射しながら伝搬する。そして、テーパ部34を伝搬する光は、テーパ光ファイバ30の他端から出射して、デリバリ光ファイバ40のコア41に入射し、デリバリ光ファイバ40を伝搬する。なお、デリバリ光ファイバ40のコア41を伝搬する光のエネルギー密度が、それぞれの入力用光ファイバ20のコア21を伝搬する光のエネルギー密度よりも高くなることが好ましいが、高くなくてもよい。デリバリ光ファイバ40を伝搬する光はデリバリ光ファイバ40の他端から出射して、加工物等の被照射体に照射される。こうして加工物等が加工される。 Each light source 10 injects light into the core 21 of the input optical fiber 20 . This light propagates through the core 21 of each input optical fiber 20 and exits from one end of the input optical fiber 20 . Light emitted from the input optical fiber 20 enters the tapered optical fiber 30 from one end of the tapered optical fiber 30 . The light incident on the tapered optical fiber 30 reaches the tapered portion 34 from the non-diameter-reduced portion 33 , and at the tapered portion 34 , at least part of the light propagates while being reflected by the outer peripheral surface of the tapered optical fiber 30 . The light propagating through the tapered portion 34 is emitted from the other end of the tapered optical fiber 30 , enters the core 41 of the delivery optical fiber 40 , and propagates through the delivery optical fiber 40 . The energy density of the light propagating through the core 41 of the delivery optical fiber 40 is preferably higher than the energy density of the light propagating through the core 21 of each input optical fiber 20, but it does not have to be higher. The light propagating through the delivery optical fiber 40 is emitted from the other end of the delivery optical fiber 40 and applied to an object to be irradiated such as a workpiece. The workpiece or the like is processed in this way.

被照射体に照射された光は、一部が反射されて被照射体から再びデリバリ光ファイバ40に入射する場合がある。例えば、被照射体が板状の金属である場合、レーザ装置100からの光が照射される初期においては、被照射体の反射率が高いため、被照射体からデリバリ光ファイバ40のコア41に入射する光の強度が高い傾向がある。このため、被照射体に光が照射された初期において、高いエネルギーの戻り光が瞬間的に入射する傾向がある。 Part of the light irradiated to the object to be irradiated may be reflected and enter the delivery optical fiber 40 again from the object to be irradiated. For example, when the object to be irradiated is a plate-shaped metal, the reflectance of the object to be irradiated is high at the initial stage when the light from the laser device 100 is irradiated. The intensity of incident light tends to be high. Therefore, there is a tendency for high-energy return light to be incident instantaneously in the initial stage when the object to be irradiated is irradiated with light.

デリバリ光ファイバ40に入射した光は、戻り光としてデリバリ光ファイバ40からテーパ光ファイバ30に入射して、テーパ光ファイバ30からそれぞれの入力用光ファイバ20に入射する。このとき、入力用光ファイバ20から同じ入射角の光を個別に入射する場合にデリバリ光ファイバ40からNAの小さな光が出射する入力用光ファイバ20ほど、戻り光が入射し易い傾向にある。従って、第1入力用光ファイバ20aには、第2入力用光ファイバ20bよりも多くの戻り光が入射し易い。 The light that has entered the delivery optical fiber 40 enters the tapered optical fiber 30 from the delivery optical fiber 40 as return light, and then enters the respective input optical fibers 20 from the tapered optical fiber 30 . At this time, when light beams having the same incident angle are separately incident from the input optical fiber 20, the input optical fiber 20 that emits light with a smaller NA from the delivery optical fiber 40 tends to receive the return light more easily. Therefore, more return light is likely to enter the first input optical fiber 20a than the second input optical fiber 20b.

また、テーパ光ファイバ30の入力用光ファイバ20が接続される側の一端において、入力用光ファイバ20が接続されていない部分から戻り光の一部が漏洩する場合がある。更に、入力用光ファイバ20に入射した光の一部が漏洩する場合がある。入力用光ファイバ20から漏洩する光の多くは、クラッド22に入射した光である。上記のように入力用光ファイバ20をケース3に固定する第1固定部材81は、光透過性の樹脂である。従って、図6において、破線で示すように、光学部品2から漏洩する光の少なくとも一部は、第1固定部材81を伝搬する。第1固定部材81を伝搬する光の一部は、第1ケース部60の内壁や第2ケース部70の内壁、すなわちケース3の内壁で反射する。ケース3の内壁で反射した光の少なくとも一部は、入力用光ファイバ20に再入射する。また、光学部品2から漏洩して第1固定部材81を伝搬する光の他の一部は、第1固定部材81から光透過性の部材である第1ケース部60に入射して、第1ケース部60から光コンバイナ1の外部に放出される。 Also, at one end of the tapered optical fiber 30 to which the input optical fiber 20 is connected, part of the return light may leak from a portion to which the input optical fiber 20 is not connected. Furthermore, part of the light incident on the input optical fiber 20 may leak. Most of the light leaking from the input optical fiber 20 is light that has entered the clad 22 . The first fixing member 81 that fixes the input optical fiber 20 to the case 3 as described above is made of light-transmissive resin. Therefore, at least part of the light leaking from the optical component 2 propagates through the first fixing member 81 as indicated by the dashed line in FIG. Part of the light propagating through the first fixing member 81 is reflected by the inner wall of the first case portion 60 and the inner wall of the second case portion 70 , that is, the inner wall of the case 3 . At least part of the light reflected by the inner wall of the case 3 reenters the input optical fiber 20 . Another portion of the light leaking from the optical component 2 and propagating through the first fixing member 81 enters the first case portion 60, which is a light-transmitting member, from the first fixing member 81, The light is emitted from the case portion 60 to the outside of the optical combiner 1 .

上記のように、本実施形態では、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも、光の反射率が低く光を乱反射する一方側の内壁すなわち第1ケース部60の底壁部61の近くに配置されており、第2入力用光ファイバ20bは第1入力用光ファイバ20aよりも相対的に第2ケース部70の底壁部71の近くに配置されている。つまり、第1入力用光ファイバ20aは、出力用光ファイバ50から入力用光ファイバ20に向かって伝搬する光の一部が漏洩しケース3の内壁で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が内壁で反射して第2入力用光ファイバ20bに再入射する光のエネルギーよりも小さい位置に配置されている。 As described above, in the present embodiment, the first input optical fiber 20a has a lower light reflectance than the second input optical fiber 20b and diffusely reflects light on one side of the inner wall of the first case portion 60. It is arranged near the bottom wall portion 61, and the second input optical fiber 20b is arranged relatively closer to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 than the first input optical fiber 20a. In other words, part of the light propagating from the output optical fiber 50 toward the input optical fiber 20 leaks from the first input optical fiber 20a and is reflected by the inner wall of the case 3 to reach the first input optical fiber 20a. It is arranged at a position where the energy of the re-entering light is smaller than the energy of the light re-entering the second input optical fiber 20b after the leaked light is reflected by the inner wall.

従って、第1入力用光ファイバ20aにテーパ光ファイバ30から入射する戻り光のエネルギーは、第2入力用光ファイバ20bにテーパ光ファイバ30から入射する戻り光のエネルギーよりも高いが、光学部品2から漏洩した光が第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーは、当該漏洩した光が第2入力用光ファイバ20bに再入射する光のエネルギーよりも低い。 Therefore, the energy of the return light incident on the first input optical fiber 20 a from the tapered optical fiber 30 is higher than the energy of the return light incident on the second input optical fiber 20 b from the tapered optical fiber 30 , but the optical component 2 The energy of the light leaked from the first input optical fiber 20a and re-entering the first input optical fiber 20a is lower than the light energy of the leaked light re-entering the second input optical fiber 20b.

次に本実施形態の光コンバイナ1及びレーザ装置100の作用、効果について説明する。 Next, the operation and effects of the optical combiner 1 and the laser device 100 of this embodiment will be described.

上記のように、本実施形態の光コンバイナ1では、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとに同じ入射角の光を入射する場合に、第1入力用光ファイバ20aから入射され出力用光ファイバ50から出射する光のNAは、第2入力用光ファイバ20bから入射され出力用光ファイバ50から出射する光のNAよりも小さい。更に、第1入力用光ファイバ20aは、出力用光ファイバ50から入力用光ファイバ20に向かって伝搬する光の一部が漏洩しケース3の内壁で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光がケース3の内壁で反射して第2入力用光ファイバ20bに再入射する光のエネルギーよりも小さい位置に配置されている。 As described above, in the optical combiner 1 of the present embodiment, when light with the same incident angle is incident on the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b, The NA of the light that is incident and emitted from the optical fiber 50 for output is smaller than the NA of the light that is incident from the second optical fiber 20b for input and is emitted from the optical fiber 50 for output. Further, part of the light propagating from the output optical fiber 50 toward the input optical fiber 20 leaks from the first input optical fiber 20a and is reflected by the inner wall of the case 3 to the first input optical fiber 20a. It is arranged at a position where the energy of the light that re-enters is smaller than the energy of the light that the leaked light reflects off the inner wall of the case 3 and re-enters the second input optical fiber 20b.

出力用光ファイバ50から出射した光が加工物等で反射して再び出力用光ファイバ50から入力用光ファイバ20に向かって伝搬する場合があり、この戻り光がケース3内において漏洩する場合がある。しかし、上記光コンバイナ1では、ケース3の内壁で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーは、ケース3の内壁で反射して第2入力用光ファイバ20bに再入射する光のエネルギーよりも小さい。ところで、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、上記のように出力用光ファイバ50から出射する光のNAが小さな第1入力用光ファイバ20aの方が、出力用光ファイバ50から出射する光のNAが大きな第2入力用光ファイバ20bよりも、戻り光が入射し易い傾向にある。つまり、本実施形態の光コンバイナ1では、ケース3の内壁で反射して再入射する光のエネルギーが第2入力用光ファイバ20bよりも低い第1入力用光ファイバ20aには、出力用光ファイバ50から第2入力用光ファイバ20bに入射する戻り光のエネルギーよりも高いエネルギーの光が入射する。従って、出力用光ファイバ50から伝搬する戻り光のエネルギーとケース3で反射して再入射する光のエネルギーとの総和の差を、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとで小さくし得る。このため、本実施形態の光コンバイナ1によれば、入射する戻り光のエネルギーが高い第1入力用光ファイバ20aに第2入力用光ファイバ20bよりも高いエネルギーの光が再入射する場合と比べて、戻り光による影響を抑制し得る。 The light emitted from the output optical fiber 50 may be reflected by a workpiece or the like and propagate again from the output optical fiber 50 toward the input optical fiber 20 , and this return light may leak inside the case 3 . be. However, in the above optical combiner 1, the energy of the light reflected by the inner wall of the case 3 and re-entering the first input optical fiber 20a is reflected by the inner wall of the case 3 and re-entering the second input optical fiber 20b. less than the energy of the light that By the way, when light beams having the same incident angle are separately incident on the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b, the NA of the light emitted from the output optical fiber 50 is small as described above. Return light tends to enter the first input optical fiber 20a more easily than the second input optical fiber 20b, in which the NA of the light emitted from the output optical fiber 50 is large. That is, in the optical combiner 1 of the present embodiment, the first input optical fiber 20a having a lower energy of the light reflected by the inner wall of the case 3 and re-entering than the second input optical fiber 20b includes the output optical fiber Light with energy higher than the energy of the return light entering the second input optical fiber 20b from 50 enters. Therefore, the difference in the sum of the energy of the return light propagating from the output optical fiber 50 and the energy of the light reflected by the case 3 and re-entering the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b is can be made smaller by For this reason, according to the optical combiner 1 of the present embodiment, compared to the case where light with energy higher than that of the second input optical fiber 20b is re-entered into the first input optical fiber 20a in which the energy of the incident return light is high. Therefore, the influence of returned light can be suppressed.

従って、光コンバイナ1と、それぞれの入力用光ファイバ20に光を入射する複数の光源10と、を備えるレーザ装置100では、第1入力用光ファイバ20aが接続される光源10と第2入力用光ファイバ20bが接続される光源とに、戻り光が伝搬する場合であっても、一方の光源10に多くの戻り光が集中して入射することを抑制し得る。 Therefore, in the laser device 100 including the optical combiner 1 and a plurality of light sources 10 for inputting light into the respective input optical fibers 20, the light source 10 to which the first input optical fiber 20a is connected and the second input optical fiber 20a are connected. Even when the return light propagates to the light source to which the optical fiber 20b is connected, it is possible to prevent a large amount of return light from entering one of the light sources 10 in a concentrated manner.

また、本実施形態の光コンバイナ1では、ケース3の長手方向に垂直な面において、複数の入力用光ファイバ20が配置される領域ARを基準とした一方側の内壁の反射率、すなわち第1ケース部60の内壁の反射率は、領域ARを基準とした他方側の内壁の反射率、すなわち第2ケース部70の内壁の反射率よりも低く、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも一方側の内壁の近くに配置されている。このため、容易に第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーを抑制することができる。 Further, in the optical combiner 1 of the present embodiment, in the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case 3, the reflectance of the inner wall on one side with respect to the area AR where the plurality of input optical fibers 20 are arranged, that is, the first The reflectance of the inner wall of the case portion 60 is lower than the reflectance of the inner wall on the other side with respect to the area AR, that is, the reflectance of the inner wall of the second case portion 70. It is arranged closer to the inner wall on one side than the input optical fiber 20b. Therefore, the energy of the light re-entering the first input optical fiber 20a can be easily suppressed.

さらに、本実施形態の光コンバイナ1では、第1ケース部60の内壁である上記一方側の内壁は光の少なくとも一部を透過する。このため、第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーをより抑制することができる。 Furthermore, in the optical combiner 1 of the present embodiment, the inner wall on the one side, which is the inner wall of the first case portion 60, transmits at least part of the light. Therefore, the energy of the light re-entering the first input optical fiber 20a can be further suppressed.

また、本実施形態の光コンバイナ1では、第1ケース部60の内壁である一方側の内壁は光を乱反射し、第2ケース部70の内壁である領域ARを基準とした他方側の内壁は一方側の内壁よりも乱反射が抑制されて光を反射し、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも一方側の内壁の近くに配置されている。このため、一方側の内壁が反射する光のエネルギー密度を低下させることができるため、第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーをより抑制することができる。 In addition, in the optical combiner 1 of the present embodiment, the inner wall on one side, which is the inner wall of the first case portion 60, diffusely reflects light, and the inner wall on the other side with respect to the area AR, which is the inner wall of the second case portion 70, is The first input optical fiber 20a is arranged closer to the one-side inner wall than the second input optical fiber 20b. Therefore, the energy density of the light reflected by the inner wall on one side can be reduced, so that the energy of the light re-entering the first input optical fiber 20a can be further suppressed.

また、本実施形態の光コンバイナ1では、ケース3の第2ケース部70が金属から成る。金属は、加工が容易であるとともに耐熱性や加工性に優れるためケースに用い易い。また、金属は熱伝導性に優れるため、第2ケース部70を介して容易に放熱することができる。 Moreover, in the optical combiner 1 of this embodiment, the second case portion 70 of the case 3 is made of metal. Metal is easy to work and has excellent heat resistance and workability, so it is easy to use for the case. Also, since metal has excellent thermal conductivity, heat can be easily dissipated through the second case portion 70 .

また、本実施形態の光コンバイナ1では、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとは、特定の入力用光ファイバ20を挟む位置に配置されている。このため、特定の入力用光ファイバ20を挟まない場合と比べて、特定の入力用光ファイバ20が障壁となり、第1入力用光ファイバ20aよりも第2入力用光ファイバ20bに近い内壁で反射した光が、第1入力用光ファイバ20aに再入射することが抑制できる。従って、第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーを抑制することができる。 In addition, in the optical combiner 1 of the present embodiment, the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b are arranged at positions sandwiching the specific input optical fiber 20 therebetween. Therefore, compared to the case where the specific input optical fiber 20 is not sandwiched, the specific input optical fiber 20 becomes a barrier, and the light is reflected by the inner wall closer to the second input optical fiber 20b than the first input optical fiber 20a. It is possible to suppress re-entering the first input optical fiber 20a. Therefore, it is possible to suppress the energy of the light re-entering the first input optical fiber 20a.

更に、本実施形態の光コンバイナ1では、複数の入力用光ファイバ20は、特定の入力用光ファイバ20と、第1入力用光ファイバ20a及び第2入力用光ファイバ20bを含み特定の入力用光ファイバ20の周りに配置される6本の光ファイバと、からなる。このため、特定の入力用光ファイバ20と特定の入力用光ファイバの周りに配置される入力用光ファイバ20とで、7本の入力用光ファイバ20となり、互いに隣り合う入力用光ファイバ20の中心間距離を等しくし得る。 Furthermore, in the optical combiner 1 of the present embodiment, the plurality of input optical fibers 20 includes a specific input optical fiber 20, a first input optical fiber 20a, and a second input optical fiber 20b. and six optical fibers arranged around the optical fiber 20 . Therefore, the specific input optical fiber 20 and the input optical fibers 20 arranged around the specific input optical fiber 20 constitute seven input optical fibers 20, and the input optical fibers 20 adjacent to each other The center-to-center distances can be made equal.

なお、1本の特定の入力用光ファイバ20の周りを6本の入力用光ファイバ20が囲む場合に、互いに隣り合う入力用光ファイバ20が接していれば、複数の入力用光ファイバ20は最密充填される。この場合、光コンバイナ1を小型化し得る。 In addition, when six input optical fibers 20 surround one specific input optical fiber 20, if the adjacent input optical fibers 20 are in contact with each other, the plurality of input optical fibers 20 are Close packed. In this case, the optical combiner 1 can be miniaturized.

また、本実施形態の光コンバイナ1では、複数の入力用光ファイバ20は、第1ケース部60の溝60G内に配置され、第1ケース部60は、第1ケース部60の溝60Gが第2ケース部70側を向いて、第2ケース部70の溝70G内に配置されている。このため、ケース3が第1ケース部60と第2ケース部70とに分かれていない場合と比べて、複数の入力用光ファイバ20を容易に管状のケース3内に配置することができる。また、上記のように第1入力用光ファイバ20aが第2入力用光ファイバ20bよりも一方側の内壁の近くに配置される場合において、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとの位置関係を守りつつ、第1入力用光ファイバ20a及び第2入力用光ファイバ20bを容易にケース3内に配置することができる。また、上記のように第1ケース部60の内壁と第2ケース部70の内壁との反射率を異ならせることが容易であり、上記のように一方側の内壁の反射率と他方側の内壁の反射率とを容易に異ならせることができる。 Further, in the optical combiner 1 of the present embodiment, the plurality of input optical fibers 20 are arranged in the grooves 60G of the first case portion 60, and the grooves 60G of the first case portion 60 are arranged in the first case portion 60. It is arranged in the groove 70G of the second case portion 70 so as to face the second case portion 70 side. Therefore, compared to the case where the case 3 is not divided into the first case portion 60 and the second case portion 70, the plurality of input optical fibers 20 can be easily arranged in the tubular case 3. Further, when the first input optical fiber 20a is arranged closer to the inner wall on one side than the second input optical fiber 20b as described above, the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber The first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b can be easily arranged in the case 3 while maintaining the positional relationship with the input optical fiber 20b. Further, as described above, it is easy to make the reflectance of the inner wall of the first case portion 60 and the inner wall of the second case portion 70 different. can be easily made different from the reflectance of

本実施形態の光コンバイナ1では、複数の入力用光ファイバ20は、ケース3の内壁に光透過性の樹脂からなる第1固定部材81で固定されている。このため、それぞれの入力用光ファイバ20の位置を固定でき、樹脂がケース3内に漏洩した光を吸収することで発熱して損傷することを抑制することができる。 In the optical combiner 1 of this embodiment, the plurality of input optical fibers 20 are fixed to the inner wall of the case 3 by the first fixing member 81 made of light-transmitting resin. Therefore, the position of each input optical fiber 20 can be fixed, and it is possible to suppress heat generation and damage due to absorption of light leaked into the case 3 by the resin.

次に、本実施形態の光コンバイナ1の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the optical combiner 1 of this embodiment will be described.

図7は、本実施形態の光コンバイナ1の製造方法を示すフローチャートである。図7に示すように、本実施形態の光コンバイナ1の製造方法は、準備工程PS1と、ファイバ判定工程PS2、及び配置工程PS3とを備える。 FIG. 7 is a flow chart showing a method for manufacturing the optical combiner 1 of this embodiment. As shown in FIG. 7, the method for manufacturing the optical combiner 1 of this embodiment includes a preparation process PS1, a fiber determination process PS2, and an arrangement process PS3.

<準備工程PS1>
本工程は、複数の入力用光ファイバ20のそれぞれの一端が出力用光ファイバ50に接続された光学部品2を準備する工程である。図8は、本工程の様子を示す図である。まず、複数の入力用光ファイバ20と、テーパ光ファイバ30と、デリバリ光ファイバ40とを準備する。それぞれの入力用光ファイバ20の一端近傍の被覆層23を剥離する。また、テーパ光ファイバ30は、例えば、非縮径部33の直径を有しクラッドを備えない光ファイバを準備して、当該光ファイバの一部を溶融延伸してテーパ部34を形成することにより得ることができる。また、デリバリ光ファイバ40の一端近傍の被覆層43を剥離する。
<Preparation process PS1>
This step is a step of preparing the optical component 2 in which one end of each of the plurality of input optical fibers 20 is connected to the output optical fiber 50 . FIG. 8 is a diagram showing the state of this step. First, a plurality of input optical fibers 20, tapered optical fibers 30, and delivery optical fibers 40 are prepared. The coating layer 23 near one end of each input optical fiber 20 is removed. The tapered optical fiber 30 is formed by, for example, preparing an optical fiber having the diameter of the non-reduced diameter portion 33 and having no clad, and forming the tapered portion 34 by melting and drawing a part of the optical fiber. Obtainable. Also, the coating layer 43 near one end of the delivery optical fiber 40 is removed.

そして、図8に示すように、複数の入力用光ファイバ20の被覆層23が剥離された一端をテーパ光ファイバ30の一端に接続する。テーパ光ファイバ30の一端は非縮径部33側の端部である。また、デリバリ光ファイバ40の被覆層43が剥離された一端をテーパ光ファイバ30の他端に接続する。テーパ光ファイバ30の他端はテーパ部34側の端部である。テーパ光ファイバ30とデリバリ光ファイバ40とが接続されることで、出力用光ファイバ50となる。なお、入力用光ファイバ20とテーパ光ファイバ30との接続と、テーパ光ファイバ30とデリバリ光ファイバ40との接続のどちらが先に行われてもよい。また上記接続は、融着により行うことが好ましい。こうして、図2に示す光学部品2が準備される。 Then, as shown in FIG. 8, one ends of the plurality of input optical fibers 20 from which the coating layer 23 has been stripped are connected to one end of the tapered optical fiber 30 . One end of the tapered optical fiber 30 is the end on the side of the non-reduced diameter portion 33 . Also, one end of the delivery optical fiber 40 from which the coating layer 43 has been stripped is connected to the other end of the tapered optical fiber 30 . The other end of the tapered optical fiber 30 is the end on the tapered portion 34 side. The output optical fiber 50 is formed by connecting the tapered optical fiber 30 and the delivery optical fiber 40 . Either the connection between the input optical fiber 20 and the tapered optical fiber 30 or the connection between the tapered optical fiber 30 and the delivery optical fiber 40 may be performed first. Moreover, the connection is preferably performed by fusion. Thus, the optical component 2 shown in FIG. 2 is prepared.

なお、上記で説明した本工程は一例であり、図2に示す光学部品2が準備されれば、どのように準備されてもよい。例えば、図2に示す光学部品2を購入することで、本工程が行われてもよい。 It should be noted that this process described above is an example, and may be prepared in any way as long as the optical component 2 shown in FIG. 2 is prepared. For example, this step may be performed by purchasing the optical component 2 shown in FIG.

<ファイバ判定工程PS2>
本工程は、複数の入力用光ファイバにおける2本の入力用光ファイバの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における当該2本の入力用光ファイバのNAの大小関係を判定する工程である。2本の入力用光ファイバのNAの大小関係が判定されればよく、本工程は、測定工程PS2aと、比較工程PS2bとを含む。なお、本工程は、下記に示す測定工程PS2a及び比較工程PS2bの少なくとも一方を含まない他の方法により行われてもよい。
<Fiber Judgment Process PS2>
This step determines the magnitude relationship of the NA of two input optical fibers when light beams having the same incident angle are individually incident from the other ends of two input optical fibers in a plurality of input optical fibers. It is a process. It is only necessary to determine the magnitude relationship between the NAs of the two input optical fibers, and this step includes a measurement step PS2a and a comparison step PS2b. Note that this step may be performed by another method that does not include at least one of the measurement step PS2a and the comparison step PS2b described below.

<測定工程PS2a>
本工程は、光学部品2のそれぞれの入力用光ファイバ20の他端から個別に同じ入射角の光を入射して出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がりを測定する工程である。図9は本工程の様子を示す図である。本実施形態の本工程では、1つの入力用光ファイバ20の他端にテスト用光源91の光の出射端である光ファイバ91fの端部を融着する。次に、テスト用光源91から所定の波長で所定のモード数、すなわち所定のビーム品質の光を出射する。テスト用光源91は、それぞれの入力用光ファイバ20に互いに同じ波長で同じモード数の光を同じ入射角で個別に入射する。そして、デリバリ光ファイバ40から出射する光の直径を測定する。テスト用光源91としては、所定のビーム品質を出射する光源であれば特に限定はされない。本実施形態では、テスト用光源91は、ASE(Amplified Spontaneous Emission)光源またはSLD(Super-Luminescent Diode)光源等の光源92を含み、この光源に複数の光ファイバ93,94が接続されている。これら複数の光ファイバ93,94はコアの直径及びクラッドに対するコアの屈折率差の少なくとも一方が互いに異なり、光源92から離れる光ファイバほど伝搬する光のモード数が限られる。このため、光ファイバ91fから出射する光は、上記のように所定のビーム品質とされる。また、この測定には、例えば、図9に示すパワーメータ95を用いることができる。デリバリ光ファイバ40から出射する光をパワーメータ95に照射し、例えば光のパワーの積分値が全体の光のパワーの1/eとなる中心を含む領域の平均半径を測定する。この測定をそれぞれの入力用光ファイバ20について行う。上記のように、出力用光ファイバ50から出射する光の広がりが大きければ、出力用光ファイバ50から出射する光のNAが大きい。従って、上記測定において、パワーメータ95が受ける所定のパワー以上となる光の直径が大きければ、その光のNAが大きいと評価することができる。なお、測定の際、デリバリ光ファイバ40にクラッドモード光が除去されるクラッドモードストリッパが設けられることが好ましい。
<Measurement process PS2a>
This step is a step of individually inputting light beams having the same incident angle from the other end of each input optical fiber 20 of the optical component 2 and measuring the spread of each light beam emitted from the output optical fiber 50 . FIG. 9 is a diagram showing the state of this process. In this step of the present embodiment, the other end of one optical fiber 20 for input is fused to the end of the optical fiber 91f, which is the light emitting end of the light source 91 for testing. Next, light with a predetermined wavelength and a predetermined number of modes, that is, light with a predetermined beam quality is emitted from the test light source 91 . The test light source 91 individually enters light having the same wavelength and the same number of modes into each of the input optical fibers 20 at the same incident angle. Then, the diameter of light emitted from the delivery optical fiber 40 is measured. The test light source 91 is not particularly limited as long as it is a light source that emits a predetermined beam quality. In this embodiment, the test light source 91 includes a light source 92 such as an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source or an SLD (Super-Luminescent Diode) light source, and a plurality of optical fibers 93 and 94 are connected to this light source. The plurality of optical fibers 93 and 94 differ from each other in at least one of the core diameter and the refractive index difference of the core with respect to the cladding. Therefore, the light emitted from the optical fiber 91f has a predetermined beam quality as described above. For this measurement, for example, a power meter 95 shown in FIG. 9 can be used. The power meter 95 is irradiated with light emitted from the delivery optical fiber 40, and the average radius of the area including the center where the integrated value of the power of the light is 1/e of the power of the entire light is measured. This measurement is performed for each input optical fiber 20 . As described above, when the spread of the light emitted from the output optical fiber 50 is large, the NA of the light emitted from the output optical fiber 50 is large. Therefore, in the above measurement, if the diameter of the light having a predetermined power or more received by the power meter 95 is large, it can be evaluated that the NA of the light is large. It is preferable that the delivery optical fiber 40 is provided with a cladding mode stripper for removing cladding mode light during measurement.

なお、本実施形態では、出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がりを測定するためにパワーメータ95が用いられているが、他の測定器により、出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がりを測定してもよい。例えば、出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がり角を測定可能な測定器が用いられてもよい。 In this embodiment, the power meter 95 is used to measure the spread of each light emitted from the output optical fiber 50. may measure the spread of light. For example, a measuring instrument capable of measuring the divergence angle of each light emitted from the output optical fiber 50 may be used.

また、本工程では、光学部品2のそれぞれの入力用光ファイバ20の他端から個別に同じ入射角の光を入射して出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がりを測定した。しかし、光学部品2のうち、2本以上の入力用光ファイバ20の他端から個別に同じ入射角の光を入射して出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がりを測定すればよく、すべての入力用光ファイバ20について測定をしなくてもよい。 Also, in this step, light beams having the same incident angle were separately incident from the other ends of the input optical fibers 20 of the optical components 2, and the spread of the light beams emitted from the output optical fibers 50 was measured. However, it suffices to input light beams having the same incident angle from the other end of two or more input optical fibers 20 of the optical component 2 and measure the spread of each light beam emitted from the output optical fiber 50 . , all input optical fibers 20 need not be measured.

<比較工程PS2b>
本工程は、測定工程PS2aで測定したそれぞれの光の広がりを比較する工程である。本実施形態では、複数の入力用光ファイバ20における2本の入力用光ファイバ20において、比較した光の広がりの小さな入力用光ファイバ20を第1入力用光ファイバ20aとし、当該広がりの大きな入力用光ファイバ20を第2入力用光ファイバ20bとする。なお、第1入力用光ファイバ20aは、複数の入力用光ファイバ20において、光の広がりの最も小さな入力用光ファイバ20であることが好ましい。なお、測定工程PS2aで述べたように、本実施形態の測定工程PS2aで出力用光ファイバ50から出射する光の広がりが大きければ、出力用光ファイバ50から出射する光のNAが大きいため、測定したそれぞれの光の広がりを比較することと、出力用光ファイバ50から出射する光のNAを比較することとは同意である。従って、複数の入力用光ファイバにおける2本の入力用光ファイバである第1入力用光ファイバ20a、第2入力用光ファイバ20bの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における第1入力用光ファイバ20a、第2入力用光ファイバ20bのNAの大小関係が判定される。
<Comparison step PS2b>
This step is a step of comparing the spread of each light measured in the measurement step PS2a. In this embodiment, among the two input optical fibers 20 among the plurality of input optical fibers 20, the input optical fiber 20 with a smaller spread of light is used as the first input optical fiber 20a, and the input with a large spread is used. The optical fiber 20 for input is referred to as a second input optical fiber 20b. The first input optical fiber 20a is preferably the input optical fiber 20 with the smallest spread of light among the plurality of input optical fibers 20 . As described in the measurement step PS2a, if the spread of the light emitted from the output optical fiber 50 is large in the measurement step PS2a of the present embodiment, the NA of the light emitted from the output optical fiber 50 is large. It is the same to compare the spread of the respective light beams and to compare the NA of the light beams emitted from the output optical fiber 50 . Therefore, when light with the same incident angle is separately incident from the other end of the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b, which are two input optical fibers in a plurality of input optical fibers, The magnitude relationship between the NAs of the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b is determined.

<配置工程PS3>
本工程は、管状のケース3内に複数の入力用光ファイバ20の側面が囲まれるように、光学部品2を配置する工程である。図10は、本工程の様子を示す図である。本工程に先駆けて、まず、第1ケース部60及び第2ケース部70を準備する。この準備を準備工程PS1に行ってもよい。そして、まず、第1ケース部60の溝60G内に複数の入力用光ファイバ20の一端側、テーパ光ファイバ30、及びデリバリ光ファイバ40の一端側を配置する。上記のように第1ケース部60の内壁は、当該内壁に入射する光の一部を透過すると共に入射する光の他の一部を乱反射する。そこで、第1入力用光ファイバ20aが第2入力用光ファイバ20bよりも、第1ケース部60の底壁部61の近くとなるように光学部品2を溝60G内に配置する。
<Placement process PS3>
This step is a step of arranging the optical component 2 so that the side faces of the plurality of input optical fibers 20 are surrounded in the tubular case 3 . FIG. 10 is a diagram showing the state of this step. Prior to this step, first, the first case portion 60 and the second case portion 70 are prepared. This preparation may be performed in the preparation step PS1. First, one end sides of the plurality of input optical fibers 20 , the tapered optical fiber 30 , and the one end side of the delivery optical fiber 40 are arranged in the groove 60</b>G of the first case portion 60 . As described above, the inner wall of the first case portion 60 transmits part of the light incident on the inner wall and irregularly reflects another part of the incident light. Therefore, the optical component 2 is arranged in the groove 60G so that the first input optical fiber 20a is closer to the bottom wall portion 61 of the first case portion 60 than the second input optical fiber 20b.

そして、第1固定部材81及び第2固定部材82を図3に示すように充填して固化させる。第1固定部材81及び第2固定部材82が熱硬化性の樹脂であれば、加熱により樹脂を硬化させ、第1固定部材81及び第2固定部材82が光硬化性の樹脂であれば、光を照射することで樹脂を硬化させる。 Then, the first fixing member 81 and the second fixing member 82 are filled and solidified as shown in FIG. If the first fixing member 81 and the second fixing member 82 are thermosetting resin, the resin is cured by heating. to cure the resin.

次に、第1ケース部60の側壁部62における底壁部61側と反対側の側面に接着剤を塗布して、第2ケース部70の溝70G内に第1ケース部60を配置して、接着剤を固化させる。この接着剤は熱硬化性の樹脂であることが好ましい。なお、本実施形態では、第1ケース部60が光透過性であるため、当該接着剤は光硬化性であってもよい。 Next, an adhesive is applied to the side surface of the side wall portion 62 of the first case portion 60 opposite to the bottom wall portion 61 side, and the first case portion 60 is arranged in the groove 70G of the second case portion 70. , to solidify the adhesive. This adhesive is preferably a thermosetting resin. In this embodiment, since the first case portion 60 is optically transparent, the adhesive may be photocurable.

なお、上記と異なり、第1固定部材81及び第2固定部材82を図3に示すように充填した後、第1固定部材81及び第2固定部材82を固化させる前に、上記接着剤を塗布して、第2ケース部70の溝70G内に第1ケース部60を配置し、その後、接着剤の固化及び第1固定部材81及び第2固定部材82の固化を行ってもよい。この場合、第1固定部材81及び第2固定部材82は第2ケース部70にも固定され得る。 In addition, unlike the above, after the first fixing member 81 and the second fixing member 82 are filled as shown in FIG. 3, the adhesive is applied before the first fixing member 81 and the second fixing member 82 are solidified. Then, the first case portion 60 is arranged in the groove 70G of the second case portion 70, and then the adhesive and the first fixing member 81 and the second fixing member 82 are solidified. In this case, the first fixing member 81 and the second fixing member 82 can also be fixed to the second case portion 70 .

このように第1ケース部60と第2ケース部70とが互いに固定されて管状のケース3とされる。上記のように、第1入力用光ファイバ20aは第2入力用光ファイバ20bよりも第1ケース部60の底壁部61の近くとなるように配置されているため、第2入力用光ファイバ20bは第1入力用光ファイバ20aよりも相対的に第2ケース部70の底壁部71の近くに配置されている。更に、第1ケース部60の内壁は、第2ケース部70の内壁よりも光の反射率が低く更に光を乱反射する。つまり、本工程では、ファイバ判定工程PS2で判定した2本の入力用光ファイバにおけるNAの小さな方の入力用光ファイバを第1入力用光ファイバ20aとし、NAの大きな方の入力用光ファイバを第2入力用光ファイバ20bとする場合に、第1入力用光ファイバ20aは、出力用光ファイバ50から入力用光ファイバ20に向かって伝搬する光の一部がケース3内で漏洩しケース3の内壁で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光がケース3の内壁で反射して第2入力用光ファイバ20bに再入射する光のエネルギーよりも小さい位置に、第1入力用光ファイバ20aが配置される。 In this manner, the first case portion 60 and the second case portion 70 are fixed to each other to form the tubular case 3 . As described above, since the first input optical fiber 20a is arranged closer to the bottom wall portion 61 of the first case portion 60 than the second input optical fiber 20b is, the second input optical fiber 20b is arranged relatively closer to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 than the first input optical fiber 20a. Furthermore, the inner wall of the first case portion 60 has a lower light reflectance than the inner wall of the second case portion 70, and diffusely reflects light. That is, in this step, the input optical fiber with the smaller NA among the two input optical fibers determined in the fiber determination step PS2 is taken as the first input optical fiber 20a, and the input optical fiber with the larger NA is taken as the first input optical fiber 20a. When the second input optical fiber 20b is used, part of the light propagating from the output optical fiber 50 toward the input optical fiber 20 leaks in the case 3 from the first input optical fiber 20a. The energy of the light reflected by the inner wall of the case 3 and re-entering the first input optical fiber 20a is greater than the energy of the light reflected by the inner wall of the case 3 and re-entering the second input optical fiber 20b. The first input optical fiber 20a is arranged at the position where the distance between the two is smaller.

こうして、上記光コンバイナ1が製造される。 Thus, the optical combiner 1 is manufactured.

本実施形態の光コンバイナ1の製造方法によれば、出力用光ファイバ50から第1入力用光ファイバ20aに伝搬する戻り光のエネルギーとケース3内で光学部品2から漏洩してケース3の内壁で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーとの総和と、出力用光ファイバ50から第2入力用光ファイバ20bに伝搬する戻り光のエネルギーとケース3内で光学部品2から漏洩してケース3の内壁で反射して第2入力用光ファイバ20bに再入射する光のエネルギーとの総和と、の差を小さくすることができる光コンバイナを製造することができる。従って、本実施形態の製造方法で製造された光コンバイナ1は、戻り光による影響を抑制し得る。 According to the method of manufacturing the optical combiner 1 of the present embodiment, the energy of the return light that propagates from the output optical fiber 50 to the first input optical fiber 20a and the energy of the return light that leaks from the optical component 2 in the case 3 and the inner wall of the case 3 , and the energy of the return light propagating from the output optical fiber 50 to the second input optical fiber 20b and the optical component in the case 3 2, reflected on the inner wall of the case 3, and re-entering the second input optical fiber 20b. Therefore, the optical combiner 1 manufactured by the manufacturing method of this embodiment can suppress the influence of return light.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図11を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described in detail with reference to FIG. Constituent elements that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions will be omitted unless specifically described.

本実施形態の光コンバイナを図6と同様の方法で示す図である。本実施形態の光コンバイナ1は、第1ケース部60の内壁に光吸収性の加工が施されている点において、第1実施形態の光コンバイナ1と異なる。このため、第1ケース部60の内壁は、第2ケース部70の内壁よりも光の反射率が低い。本実施形態では、第1ケース部60が金属から構成されている。例えば、第1ケース部60がアルミニウムから構成され、第1ケース部60の内壁に黒アルマイト加工が施されている。なお、本実施形態と異なり第1ケース部60が金属以外の材料からなり、第1ケース部60の内壁に光吸収性の加工が施されてもよい。ただし、第1ケース部60が金属であることが、吸収した光から生じる熱を外部に放出しやすい観点から好ましい。 FIG. 7 shows the optical combiner of the present embodiment in a manner similar to that of FIG. 6; The optical combiner 1 of the present embodiment differs from the optical combiner 1 of the first embodiment in that the inner wall of the first case portion 60 is processed to be light absorbing. Therefore, the inner wall of the first case portion 60 has a lower light reflectance than the inner wall of the second case portion 70 . In this embodiment, the first case portion 60 is made of metal. For example, the first case portion 60 is made of aluminum, and the inner wall of the first case portion 60 is black anodized. Note that unlike the present embodiment, the first case portion 60 may be made of a material other than metal, and the inner wall of the first case portion 60 may be processed to be light absorbing. However, it is preferable that the first case portion 60 is made of metal from the viewpoint of easily releasing heat generated from the absorbed light to the outside.

本実施形態の光コンバイナ1は、複数の入力用光ファイバ20が配置される領域ARを基準とした一方側の内壁の反射率が当該領域ARを基準とした他方側の内壁の反射率よりも低く、一方側の内壁は漏洩した光の少なくとも一部を吸収する。このため、第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーをより抑制することができる。 In the optical combiner 1 of the present embodiment, the reflectance of the inner wall on one side with reference to the area AR where the plurality of input optical fibers 20 are arranged is higher than the reflectance of the inner wall on the other side with the area AR as a reference. The low, one-sided inner wall absorbs at least a portion of the leaked light. Therefore, the energy of the light re-entering the first input optical fiber 20a can be further suppressed.

なお、本実施形態の光コンバイナ1は、第1実施形態の光コンバイナ1と同様に製造される。 The optical combiner 1 of this embodiment is manufactured in the same manner as the optical combiner 1 of the first embodiment.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図12、図13を参照して詳細に説明する。なお、第2実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. Constituent elements that are the same as or equivalent to those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions will be omitted unless specifically described.

図12は、本実施形態の光コンバイナを図6と同様の方法で示す図である。図6に示すように、本実施形態の光コンバイナ1は、第1ケース部60の内壁の光の反射率と第2ケース部70の内壁の光の反射率とが同一である点において、第2実施形態の光コンバイナ1と異なる。つまり、本実施形態の光コンバイナ1では、ケース3の長手方向に垂直な面において、複数の入力用光ファイバ20が配置される領域ARを基準とした一方側の内壁の反射率と、当該領域ARを基準とした他方側の内壁の反射率とが互いに等しく、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも一方側の内壁の近くに配置されている。更に、本実施形態の光コンバイナ1では、第1入力用光ファイバ20aから一方側の内壁までの距離は、第2入力用光ファイバ20bから他方側の内壁までの距離よりも大きい。 FIG. 12 is a diagram showing the optical combiner of this embodiment in a manner similar to that of FIG. As shown in FIG. 6, the optical combiner 1 of the present embodiment has the same light reflectance of the inner wall of the first case portion 60 and the inner wall of the second case portion 70. It differs from the optical combiner 1 of the second embodiment. That is, in the optical combiner 1 of the present embodiment, in the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case 3, the reflectance of the inner wall on one side with respect to the area AR where the plurality of input optical fibers 20 are arranged, and the area The reflectance of the inner wall on the other side with respect to AR is equal to each other, and the first input optical fiber 20a is arranged closer to the inner wall on the one side than the second input optical fiber 20b. Furthermore, in the optical combiner 1 of this embodiment, the distance from the first input optical fiber 20a to the inner wall on one side is greater than the distance from the second input optical fiber 20b to the inner wall on the other side.

ケース3の内壁で反射する漏洩光が入力用光ファイバ20に再入射する場合、入力用光ファイバ20と当該入力用光ファイバ20に対向する内壁との距離が大きい方が、入力用光ファイバ20にケース3の内壁で反射する漏洩光が再入射しづらい。このことを図13を用いて説明する。図13は、第1実施形態の図6で示す入力用光ファイバ20と第2ケース部70の内壁との距離dと、故障発生時における光源10から入力用光ファイバ20に入射する光のパワーとの関係を示す図である。第1実施形態で説明したように、第1ケース部60の内壁は光の反射率が低く、また、光を乱反射する。従って、ケース3内で漏洩した光による影響は、第2ケース部70の内壁で反射して入力用光ファイバ20に再入射する光の影響が大きい。そこで、図13を参照すると、入力用光ファイバ20と第2ケース部70の内壁との距離dが小さい方が、故障発生時における光源10から入力用光ファイバ20に入射する光のパワーが小さい。光源10から入力用光ファイバ20に入射する光のパワーが小さいということは、加工物等で反射して出力用光ファイバ50に入射する戻り光のパワーも小さいことになり、ケース3内で漏洩した光のパワーも小さいことになる。このため、入力用光ファイバ20と第2ケース部70の内壁との距離dが小さいと、ケース3内で漏洩した光のパワーも小さくても故障が生じる傾向がある。従って、入力用光ファイバ20と第2ケース部70の内壁との距離dが大きければ、戻り光による影響が小さいことになる。この原因は、入力用光ファイバ20と第2ケース部70の内壁との距離dが大きい方が、入力用光ファイバ20に第2ケース部70の内壁で反射する漏洩光が再入射しづらいためと考えられる。 When the leaked light reflected by the inner wall of the case 3 reenters the input optical fiber 20, the input optical fiber 20 is more likely to reach the input optical fiber 20 when the distance between the input optical fiber 20 and the inner wall facing the input optical fiber 20 is greater. It is difficult for the leaked light reflected by the inner wall of the case 3 to enter again. This will be explained using FIG. FIG. 13 shows the distance d between the input optical fiber 20 and the inner wall of the second case portion 70 shown in FIG. 6 of the first embodiment, and the power of light incident on the input optical fiber 20 from the light source 10 when a failure occurs. It is a figure which shows the relationship with. As described in the first embodiment, the inner wall of the first case portion 60 has a low light reflectance and diffusely reflects light. Therefore, the light leaked in the case 3 has a large effect on the light reflected by the inner wall of the second case portion 70 and reentering the input optical fiber 20 . Therefore, referring to FIG. 13, the smaller the distance d between the input optical fiber 20 and the inner wall of the second case portion 70, the smaller the power of the light incident on the input optical fiber 20 from the light source 10 when a failure occurs. . The fact that the power of the light incident on the input optical fiber 20 from the light source 10 is small means that the power of the return light that is reflected by the workpiece or the like and enters the output optical fiber 50 is also small. The power of the emitted light is also small. Therefore, when the distance d between the input optical fiber 20 and the inner wall of the second case portion 70 is small, failure tends to occur even if the power of the light leaked in the case 3 is small. Therefore, if the distance d between the input optical fiber 20 and the inner wall of the second case portion 70 is large, the influence of the returned light is small. The reason for this is that the larger the distance d between the input optical fiber 20 and the inner wall of the second case portion 70, the more difficult it is for the leaked light reflected by the inner wall of the second case portion 70 to enter the input optical fiber 20 again. it is conceivable that.

そこで、本実施形態では、上記のように、光コンバイナ1では、領域ARを基準とした一方側の内壁の反射率と他方側の内壁の反射率とが互いに等しく、第1入力用光ファイバ20aから一方側の内壁までの距離が第2入力用光ファイバ20bから他方側の内壁までの距離よりも大きい。このため、ケース3で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する漏洩光のエネルギーは、ケース3で反射して第2入力用光ファイバ20bに再入射する漏洩光のエネルギーよりも低い。 Therefore, in the present embodiment, as described above, in the optical combiner 1, the reflectance of the inner wall on one side and the reflectance of the inner wall on the other side with respect to the area AR are equal to each other, and the first input optical fiber 20a to the inner wall on one side is longer than the distance from the second input optical fiber 20b to the inner wall on the other side. Therefore, the energy of the leaked light reflected by Case 3 and re-entering the first input optical fiber 20a is lower than the energy of the leaked light reflected by Case 3 and re-entering the second input optical fiber 20b. .

本実施形態の光コンバイナ1によれば、一方側の内壁と他方側の内壁とで反射率を変えずとも、内壁で反射して第1入力用光ファイバ20aに再入射する光のエネルギーを抑制することができる。従って、一方側の内壁と他方側の内壁とで反射率が異なる場合と比べて、ケース3の構成を簡易にすることができる。 According to the optical combiner 1 of the present embodiment, the energy of the light reflected by the inner wall and re-entering the first input optical fiber 20a is suppressed without changing the reflectance between the inner wall on one side and the inner wall on the other side. can do. Therefore, the configuration of the case 3 can be simplified as compared with the case where the inner wall on one side and the inner wall on the other side have different reflectances.

なお、本実施形態の光コンバイナ1は、図7のフローチャートで示される第1実施形態の製造方法と同様の工程により製造される。ただし、本実施形態の光コンバイナ1の製造方法では、配置工程PS3において、第1入力用光ファイバ20aから第1ケース部60の内壁までの距離が第2入力用光ファイバ20bから第2ケース部70の内壁までの距離よりも大きくなるように、光学部品2が配置される。 The optical combiner 1 of this embodiment is manufactured by the same steps as the manufacturing method of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. However, in the method for manufacturing the optical combiner 1 of the present embodiment, in the disposing step PS3, the distance from the first input optical fiber 20a to the inner wall of the first case portion 60 is set to the second input optical fiber 20b to the second case portion. The optical component 2 is arranged so that it is greater than the distance to the inner wall of 70 .

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図14、図15を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. Constituent elements that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions will be omitted unless specifically described.

図14は、本実施形態の光コンバイナ1を図2と同様の方法で示す図である。図14に示すように、本実施形態の光コンバイナ1は、光学部品2がテーパ光ファイバ30を備えない点において、第1実施形態の光コンバイナ1と主に異なる。従って、デリバリ光ファイバ40が出力用光ファイバ50となる。本実施形態では、デリバリ光ファイバ40の一端にそれぞれの入力用光ファイバ20が接続されており、デリバリ光ファイバ40のコア41とそれぞれの入力用光ファイバ20のコア21とが光学的に結合されている。従って、本実施形態のデリバリ光ファイバ40のクラッド42の直径は、例えば、第1実施形態のテーパ光ファイバ30のそれぞれの入力用光ファイバ20が接続される一端の直径と同等とされる。また、本実施形態のデリバリ光ファイバ40のコア41の直径は、それぞれの入力用光ファイバ20のコア21を囲う円の直径以上とされる。 FIG. 14 is a diagram showing the optical combiner 1 of this embodiment in the same manner as in FIG. As shown in FIG. 14, the optical combiner 1 of this embodiment mainly differs from the optical combiner 1 of the first embodiment in that the optical component 2 does not have the tapered optical fiber 30 . Therefore, the delivery optical fiber 40 becomes the output optical fiber 50 . In this embodiment, each input optical fiber 20 is connected to one end of the delivery optical fiber 40, and the core 41 of the delivery optical fiber 40 and the core 21 of each input optical fiber 20 are optically coupled. ing. Therefore, the diameter of the clad 42 of the delivery optical fiber 40 of the present embodiment is, for example, equal to the diameter of one end of the tapered optical fiber 30 of the first embodiment to which the respective input optical fibers 20 are connected. Also, the diameter of the core 41 of the delivery optical fiber 40 of the present embodiment is equal to or greater than the diameter of the circle surrounding the core 21 of each input optical fiber 20 .

図15は、図14の光学部品2を図5と同様の方法で示す図である。図15に示すように本実施形態の光コンバイナ1では、第1入力用光ファイバ20aの長手方向とデリバリ光ファイバ40の長手方向とは概ね平行とされるが、第2入力用光ファイバ20bの長手方向とデリバリ光ファイバ40の長手方向とは非平行とされる。つまり、第1入力用光ファイバ20aの長手方向とデリバリ光ファイバ40の長手方向との平行度は、第2入力用光ファイバ20bの長手方向とデリバリ光ファイバ40の長手方向との平行度よりも高い。 FIG. 15 shows the optical component 2 of FIG. 14 in a manner similar to that of FIG. As shown in FIG. 15, in the optical combiner 1 of this embodiment, the longitudinal direction of the first input optical fiber 20a and the longitudinal direction of the delivery optical fiber 40 are substantially parallel, but the longitudinal direction of the second input optical fiber 20b is substantially parallel to the longitudinal direction of the delivery optical fiber 40. The longitudinal direction and the longitudinal direction of the delivery optical fiber 40 are non-parallel. That is, the parallelism between the longitudinal direction of the first input optical fiber 20a and the longitudinal direction of the delivery optical fiber 40 is higher than the parallelism between the longitudinal direction of the second input optical fiber 20b and the longitudinal direction of the delivery optical fiber 40. high.

このように第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとがデリバリ光ファイバ40に接続される場合、第1入力用光ファイバ20a及び第2入力用光ファイバ20bから個別に同じ入射角の光を入射すると、第1入力用光ファイバ20aから入射されデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAは、第2入力用光ファイバ20bから入射されデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAよりも小さくなる。 When the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b are connected to the delivery optical fiber 40 in this manner, the same incident light is individually transmitted from the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b. When light with an angle is incident, the NA of the light that is incident from the first input optical fiber 20a and is emitted from the delivery optical fiber 40 is greater than the NA of the light that is incident from the second input optical fiber 20b and is emitted from the delivery optical fiber 40. also becomes smaller.

従って、本実施形態においても、第1入力用光ファイバ20aは、第2入力用光ファイバ20bよりも、第1ケース部60の底壁部61の近くに配置され、第2入力用光ファイバ20bは、第1入力用光ファイバ20aよりも、第2ケース部70の底壁部71の近くに配置される。 Therefore, also in this embodiment, the first input optical fiber 20a is arranged closer to the bottom wall portion 61 of the first case portion 60 than the second input optical fiber 20b, and the second input optical fiber 20b is arranged closer to the bottom wall portion 71 of the second case portion 70 than the first input optical fiber 20a.

なお、本実施形態では、それぞれの入力用光ファイバ20のコア21からデリバリ光ファイバ40のコア41に光が集光されるが、デリバリ光ファイバ40のコア41を伝搬する光のエネルギー密度は、それぞれの入力用光ファイバ20のコア21を伝搬する光のエネルギー密度よりも低くてもよい。 In this embodiment, light is condensed from the core 21 of each input optical fiber 20 to the core 41 of the delivery optical fiber 40, but the energy density of the light propagating through the core 41 of the delivery optical fiber 40 is It may be lower than the energy density of light propagating through the core 21 of each input optical fiber 20 .

本実施形態の光コンバイナ1は、テーパ光ファイバ30を備えないため、構成を簡易にすることができる。 Since the optical combiner 1 of this embodiment does not include the tapered optical fiber 30, the configuration can be simplified.

なお、本実施形態の光コンバイナ1は、図7のフローチャートで示される第1実施形態の製造方法と同様の工程により製造される。ただし、本実施形態の光コンバイナ1の製造方法では、準備工程PS1において、それぞれの入力用光ファイバ20がデリバリ光ファイバ40に直接接続される。 The optical combiner 1 of this embodiment is manufactured by the same steps as the manufacturing method of the first embodiment shown in the flowchart of FIG. However, in the manufacturing method of the optical combiner 1 of this embodiment, each input optical fiber 20 is directly connected to the delivery optical fiber 40 in the preparatory step PS1.

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Although the present invention has been described above using the embodiments as examples, the present invention is not limited to these.

例えば、上記実施形態では、テーパ光ファイバ30において、縮径されていない一端を含む非縮径部33の中心軸33Cと縮径された他端を含むテーパ部34の中心軸34Cとがずれていた。しかし、テーパ光ファイバ30において、非縮径部33の中心軸33Cとテーパ部34の中心軸34Cとが一致してもよい。つまり、テーパ光ファイバ30が軸中心に完全に回転対称な形状であってもよい。この場合、第1入力用光ファイバ20aの中心軸とテーパ光ファイバ30の中心軸との平行度は、第2入力用光ファイバ20bの中心軸とテーパ光ファイバ30の中心軸との平行度よりも高くされる。この場合であっても、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとに個別に同じ入射角の光を入射する場合において、第1入力用光ファイバ20aから入射されてデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAは、第2入力用光ファイバ20bから入射されてデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAよりも小さくされる。つまり、本発明では、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとに個別に同じ入射角の光を入射する場合において、第1入力用光ファイバ20aから入射されてデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAは、第2入力用光ファイバ20bから入射されてデリバリ光ファイバ40から出射する光のNAよりも小さくされれば、光ファイバ同士の接続等において適宜変形することができる。 For example, in the above-described embodiment, in the tapered optical fiber 30, the central axis 33C of the non-reduced diameter portion 33 including one end whose diameter is not reduced and the central axis 34C of the tapered portion 34 including the other end whose diameter is reduced are misaligned. rice field. However, in the tapered optical fiber 30, the central axis 33C of the non-reduced diameter portion 33 and the central axis 34C of the tapered portion 34 may coincide. That is, the tapered optical fiber 30 may have a completely rotationally symmetrical shape about the axis. In this case, the parallelism between the central axis of the first input optical fiber 20a and the central axis of the tapered optical fiber 30 is higher than the parallelism between the central axis of the second input optical fiber 20b and the central axis of the tapered optical fiber 30. is also raised. Even in this case, when light with the same incident angle is separately incident on the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b, the delivery light is incident from the first input optical fiber 20a. The NA of the light emitted from the fiber 40 is made smaller than the NA of the light emitted from the delivery optical fiber 40 after entering from the second input optical fiber 20b. That is, in the present invention, when light beams having the same incident angle are separately incident on the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b, the light is incident from the first input optical fiber 20a and delivered to the delivery optical fiber. If the NA of the light emitted from 40 is made smaller than the NA of the light that enters from the second input optical fiber 20b and is emitted from the delivery optical fiber 40, it can be appropriately modified in connection between the optical fibers. .

また、上記第1実施形態から第3実施形態において、デリバリ光ファイバ40は必須ではない。この場合、テーパ光ファイバ30が出力用光ファイバとなる。 Moreover, the delivery optical fiber 40 is not essential in the first to third embodiments. In this case, the tapered optical fiber 30 becomes the output optical fiber.

また、本発明の光コンバイナ1の複数の入力用光ファイバ20は、第1入力用光ファイバ20aと第2入力用光ファイバ20bとを含んでいる限りにおいて、その数は7本より少なくてもよく8本以上であってもよい。 Also, the plurality of input optical fibers 20 of the optical combiner 1 of the present invention may be less than seven as long as they include the first input optical fiber 20a and the second input optical fiber 20b. It may well be eight or more.

また、本実施形態の光コンバイナ1のケース3は、第1ケース部60と第2ケース部70とから構成されたが、管状のケースであればよく、1つの部材から構成されてもよい。 Further, the case 3 of the optical combiner 1 of the present embodiment is composed of the first case portion 60 and the second case portion 70, but any tubular case may be used and may be composed of one member.

また、上記実施形態では、第1固定部材81及び第2固定部材82により、光学部品2がケース3に固定されたが、他の方法により光学部品2がケース3に固定されてもよい。 Also, in the above embodiment, the optical component 2 is fixed to the case 3 by the first fixing member 81 and the second fixing member 82, but the optical component 2 may be fixed to the case 3 by another method.

本発明によれば、戻り光による影響を抑制し得る光コンバイナ、レーザ装置、及び光コンバイナの製造方法が提供され、加工用レーザ装置や、医療用レーザ装置等に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an optical combiner, a laser device, and a method for manufacturing an optical combiner capable of suppressing the influence of return light are provided, and can be used for processing laser devices, medical laser devices, and the like.

1・・・光コンバイナ
2・・・光学部品
3・・・ケース
10・・・光源
20・・・入力用光ファイバ
21・・・コア
22・・・クラッド
30・・・テーパ光ファイバ
33・・・非縮径部
34・・・テーパ部
40・・・デリバリ光ファイバ
41・・・コア
42・・・クラッド
50・・・出力用光ファイバ
60・・・第1ケース部
70・・・第2ケース部
100・・・レーザ装置
Reference Signs List 1 optical combiner 2 optical component 3 case 10 light source 20 input optical fiber 21 core 22 clad 30 tapered optical fiber 33 Non-reduced diameter portion 34 Tapered portion 40 Delivery optical fiber 41 Core 42 Clad 50 Output optical fiber 60 First case portion 70 Second Case part 100 ... laser device

Claims (19)

第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを含む複数の入力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が接続される出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバの側面を囲む管状のケースと、
を備え、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、前記第1入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAは、前記第2入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAよりも小さく、
前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さくなる位置に配置され
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率は、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率よりも低く、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする光コンバイナ。
a plurality of input optical fibers including a first input optical fiber and a second input optical fiber;
an output optical fiber to which one end of each of the plurality of input optical fibers is connected;
a tubular case surrounding the sides of the plurality of input optical fibers;
with
When light with the same incident angle is incident on the first optical fiber for input and the second optical fiber for input individually, the amount of light incident from the first optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output is NA is smaller than the NA of light incident from the second optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output;
A part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks from the first input optical fiber, is reflected by the inner wall of the case, and is re-entered into the first input optical fiber. is arranged at a position where the energy of the light that leaks is smaller than the energy of the light that reenters the second input optical fiber after the leaked light is reflected by the inner wall ;
In the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with respect to the area where the plurality of input optical fibers are arranged is the reflectance of the inner wall on the other side with respect to the area. ratio, and the first input optical fiber is positioned closer to the inner wall on the one side than the second input optical fiber
An optical combiner characterized by:
第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを含む複数の入力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が接続される出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバの側面を囲む管状のケースと、
を備え、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、前記第1入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAは、前記第2入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAよりも小さく、
前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さくなる位置に配置され
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁は光を乱反射し、前記領域を基準とした他方側の前記内壁は前記一方側の内壁よりも乱反射が抑制されて光を反射し、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする光コンバイナ。
a plurality of input optical fibers including a first input optical fiber and a second input optical fiber;
an output optical fiber to which one end of each of the plurality of input optical fibers is connected;
a tubular case surrounding the sides of the plurality of input optical fibers;
with
When light with the same incident angle is incident on the first optical fiber for input and the second optical fiber for input individually, the amount of light incident from the first optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output is NA is smaller than the NA of light incident from the second optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output;
A part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks from the first input optical fiber, is reflected by the inner wall of the case, and is re-entered into the first input optical fiber. is arranged at a position where the energy of the light that leaks is smaller than the energy of the light that reenters the second input optical fiber after the leaked light is reflected by the inner wall ;
In a plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the inner wall on one side with respect to the region where the plurality of input optical fibers are arranged diffusely reflects light, and the inner wall on the other side with respect to the region Light is reflected with less diffuse reflection than the inner wall on the one side, and the first optical fiber for input is arranged closer to the inner wall on the one side than the second optical fiber for input.
An optical combiner characterized by:
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率は、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率よりも低く、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
In the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with respect to the area where the plurality of input optical fibers are arranged is the reflectance of the inner wall on the other side with respect to the area. 3. The optical combiner of claim 2 , wherein the first input optical fiber is located closer to the one inner wall than the second input optical fiber.
前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を透過する
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光コンバイナ。
4. The optical combiner according to claim 1 , wherein said one inner wall transmits at least part of light.
前記ケースの前記一方側の内壁は石英で
前記ケースの前記他方側の内壁は金属である
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
5. The optical combiner according to claim 4 , wherein the inner wall on the one side of the case is quartz and the inner wall on the other side of the case is metal.
前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を吸収する
ことを特徴とする請求項1または3に記載の光コンバイナ。
4. The light combiner according to claim 1 , wherein said one inner wall absorbs at least part of light.
第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを含む複数の入力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が接続される出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバの側面を囲む管状のケースと、
を備え、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、前記第1入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAは、前記第2入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAよりも小さく、
前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さくなる位置に配置され
前記複数の入力用光ファイバは特定の入力用光ファイバを含み、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとは、前記特定の入力用光ファイバを挟む位置に配置される
ことを特徴とする光コンバイナ。
a plurality of input optical fibers including a first input optical fiber and a second input optical fiber;
an output optical fiber to which one end of each of the plurality of input optical fibers is connected;
a tubular case surrounding the sides of the plurality of input optical fibers;
with
When light with the same incident angle is incident on the first optical fiber for input and the second optical fiber for input individually, the amount of light incident from the first optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output is NA is smaller than the NA of light incident from the second optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output;
A part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks from the first input optical fiber, is reflected by the inner wall of the case, and is re-entered into the first input optical fiber. is arranged at a position where the energy of the light that leaks is smaller than the energy of the light that reenters the second input optical fiber after the leaked light is reflected by the inner wall ;
The plurality of input optical fibers includes a specific input optical fiber,
The first input optical fiber and the second input optical fiber are arranged at positions sandwiching the specific input optical fiber.
An optical combiner characterized by:
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率は、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率よりも低く、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
In the plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with respect to the area where the plurality of input optical fibers are arranged is the reflectance of the inner wall on the other side with respect to the area. 8. The optical combiner of claim 7 , wherein the first input optical fiber is located closer to the one inner wall than the second input optical fiber.
前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を透過する
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
9. The light combiner of claim 8 , wherein the inner wall on one side transmits at least a portion of light.
前記ケースの前記一方側の内壁は石英で
前記ケースの前記他方側の内壁は金属である
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
10. The optical combiner of claim 9 , wherein the inner wall on the one side of the case is quartz and the inner wall on the other side of the case is metal.
前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を吸収する
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
9. The light combiner of claim 8 , wherein the inner wall on one side absorbs at least part of the light.
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁は光を乱反射し、前記領域を基準とした他方側の前記内壁は前記一方側の内壁よりも乱反射が抑制されて光を反射し、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする請求項7から11のいずれか1項に記載の光コンバイナ。
In a plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the inner wall on one side with respect to the region where the plurality of input optical fibers are arranged diffusely reflects light, and the inner wall on the other side with respect to the region Light is reflected with less diffuse reflection than the inner wall on the one side, and the first optical fiber for input is arranged closer to the inner wall on the one side than the second optical fiber for input. 12. An optical combiner according to any one of claims 7-11 .
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率と、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率とが互いに等しく、
前記第1入力用光ファイバから前記一方側の内壁までの距離は、前記第2入力用光ファイバから前記他方側の内壁までの距離よりも大きい
ことを特徴とする請求項に記載の光コンバイナ。
In a plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with reference to the area where the plurality of input optical fibers are arranged, and the reflection of the inner wall on the other side with reference to the area are equal to each other,
8. The optical combiner according to claim 7 , wherein the distance from the first input optical fiber to the inner wall on the one side is longer than the distance from the second input optical fiber to the inner wall on the other side. .
前記複数の入力用光ファイバは、前記特定の入力用光ファイバと、前記第1入力用光ファイバ及び前記第2入力用光ファイバを含み前記特定の入力用光ファイバの周りに配置される6本の光ファイバと、からなる
ことを特徴とする請求項7または13に記載の光コンバイナ。
The plurality of input optical fibers are six including the specific input optical fiber, the first input optical fiber and the second input optical fiber and arranged around the specific input optical fiber. 14. An optical combiner according to claim 7 or 13 , comprising: an optical fiber of
第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを含む複数の入力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が接続される出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバの側面を囲む管状のケースと、
を備え、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、前記第1入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAは、前記第2入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAよりも小さく、
前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さくなる位置に配置され
前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率と、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率とが互いに等しく、
前記第1入力用光ファイバから前記一方側の内壁までの距離は、前記第2入力用光ファイバから前記他方側の内壁までの距離よりも大きい
ことを特徴とする光コンバイナ。
a plurality of input optical fibers including a first input optical fiber and a second input optical fiber;
an output optical fiber to which one end of each of the plurality of input optical fibers is connected;
a tubular case surrounding the sides of the plurality of input optical fibers;
with
When light with the same incident angle is incident on the first optical fiber for input and the second optical fiber for input individually, the amount of light incident from the first optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output is NA is smaller than the NA of light incident from the second optical fiber for input and emitted from the optical fiber for output;
A part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks from the first input optical fiber, is reflected by the inner wall of the case, and is re-entered into the first input optical fiber. is arranged at a position where the energy of the light that leaks is smaller than the energy of the light that reenters the second input optical fiber after the leaked light is reflected by the inner wall ;
In a plane perpendicular to the longitudinal direction of the case, the reflectance of the inner wall on one side with reference to the area where the plurality of input optical fibers are arranged, and the reflection of the inner wall on the other side with reference to the area are equal to each other,
The distance from the first input optical fiber to the inner wall on the one side is greater than the distance from the second input optical fiber to the inner wall on the other side.
An optical combiner characterized by:
前記ケースは、溝が形成される第1ケース部と、溝が形成される第2ケース部とを有し、
前記複数の入力用光ファイバは、前記第1ケース部の前記溝内に配置され、
前記第1ケース部は、前記第1ケース部の溝が前記第2ケース部側を向いて、前記第2ケース部の前記溝内に配置される
ことを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の光コンバイナ。
The case has a first case portion in which a groove is formed and a second case portion in which a groove is formed,
The plurality of input optical fibers are arranged in the groove of the first case,
16. The first case part is arranged in the groove of the second case part with the groove of the first case part facing the second case part. or the optical combiner according to claim 1.
前記複数の入力用光ファイバは、前記ケースの前記内壁に光透過性の樹脂で固定される
ことを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の光コンバイナ。
17. The optical combiner according to any one of claims 1 to 16 , wherein the plurality of input optical fibers are fixed to the inner wall of the case with a light-transmitting resin.
請求項1から17のいずれか1項に記載の光コンバイナと、
それぞれの前記入力用光ファイバに光を入射する複数の光源と、
を備える
ことを特徴とするレーザ装置。
an optical combiner according to any one of claims 1 to 17 ;
a plurality of light sources for injecting light into each of the input optical fibers;
A laser device comprising:
複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が出力用光ファイバに接続された光学部品を有する光コンバイナの製造方法であって、
前記複数の入力用光ファイバにおける2本の前記入力用光ファイバの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における当該2本の前記入力用光ファイバのNAの大小関係を判定するファイバ判定工程と、
管状のケース内に前記複数の入力用光ファイバの側面が囲まれるように、前記光学部品を配置する配置工程と、
を備え、
前記配置工程において、前記ファイバ判定工程で判定した2本の前記入力用光ファイバにおけるNAの小さな方の前記入力用光ファイバを第1入力用光ファイバとし、NAの大きな方の前記入力用光ファイバを第2入力用光ファイバとする場合に、前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さい位置に配置される
ことを特徴とする光コンバイナの製造方法。
A method for manufacturing an optical combiner having an optical component in which one end of each of a plurality of input optical fibers is connected to an output optical fiber,
A fiber for determining a magnitude relation of NA of the two input optical fibers when light beams having the same incident angle are separately incident from the other ends of the two input optical fibers in the plurality of input optical fibers. a judgment process;
an arrangement step of arranging the optical component such that the side surfaces of the plurality of input optical fibers are enclosed in a tubular case;
with
In the arranging step, the input optical fiber having a smaller NA among the two input optical fibers determined in the fiber determining step is set as a first input optical fiber, and the input optical fiber having a larger NA is set as a first input optical fiber. is the second input optical fiber, part of the light propagating from the output optical fiber toward the input optical fiber leaks from the first input optical fiber and is reflected by the inner wall of the case. and the energy of the light re-entering the first input optical fiber is smaller than the energy of the light re-entering the second input optical fiber after the leaked light is reflected by the inner wall. A method for manufacturing an optical combiner, characterized by:
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