JP7391710B2 - Fiber structures, optical combiners, laser light sources and laser devices - Google Patents
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Description
本発明は、ファイバ構造体、光コンバイナ及びレーザ装置に関する。 The present invention relates to a fiber structure, an optical combiner, and a laser device.
高出力ファイバレーザなどのレーザ光源においては一般に、複数の光源からの励起光を合波させて光共振部へ入射させる光コンバイナが用いられる。 In a laser light source such as a high-power fiber laser, an optical combiner is generally used that combines excitation light from a plurality of light sources and makes the combined light enter an optical resonator.
光コンバイナは、複数本の光ファイバ素線を有する第1光ファイバ部と、1本の光ファイバ素線を有する第2光ファイバ部と、これらを収容して支持する支持部材とを備えている。支持部材は、ベース部と、ベース部の主面の縁部から延びる側壁部とを有する。支持部材においては、第1光ファイバ部の複数本の光ファイバ素線の端面と、第2光ファイバ部の光ファイバ素線の端面とが融着接続されている。 The optical combiner includes a first optical fiber section having a plurality of optical fiber strands, a second optical fiber section having one optical fiber strand, and a support member that accommodates and supports these. . The support member has a base portion and a side wall portion extending from the edge of the main surface of the base portion. In the support member, the end surfaces of the plurality of optical fiber strands of the first optical fiber section and the end surfaces of the optical fiber strands of the second optical fiber section are fusion-spliced.
このような光コンバイナとして、例えば下記特許文献1に開示されているものが知られている。同文献には、第1光ファイバ部及び第2光ファイバ部を支持部材に固定するために、第1光ファイバ部及び第2光ファイバ部を固定樹脂で支持部材のベース部の主面及び側壁部に接着させて固定することが開示されている。 As such an optical combiner, for example, one disclosed in Patent Document 1 listed below is known. In the same document, in order to fix the first optical fiber part and the second optical fiber part to the support member, the first optical fiber part and the second optical fiber part are fixed with a fixing resin on the main surface and side walls of the base part of the support member. It is disclosed that the device is fixed by adhering to the portion.
しかし、上記特許文献1に記載の光コンバイナは、コンバイナから出力されるビームの品質の点で改善の余地を有していた。 However, the optical combiner described in Patent Document 1 has room for improvement in terms of the quality of the beam output from the combiner.
なお、ビームの品質は、例えばM2(エムスクエア)を指標にすることができる。M2は、ビームをどの程度小さく集光できるかを示すパラメーターであり、M2が小さいほどビームの品質がよいとされる。 Note that the quality of the beam can be measured using, for example, M 2 (M square). M 2 is a parameter indicating how small the beam can be focused, and it is said that the smaller M 2 is, the better the quality of the beam is.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下を抑制することができるファイバ構造体、光コンバイナ、レーザ光源及びレーザ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fiber structure and an optical combiner that can suppress deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner even when placed in an environment with large temperature changes. , an object of the present invention is to provide a laser light source and a laser device.
本発明者らは、上記課題を解決するべく検討を重ねた。まず、本発明者らは、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれる場合に以下のことが起こり得るのではないかと考えた。すなわち、光コンバイナが高温環境下に置かれると、固定樹脂が膨張してベース部の主面を押圧する。このとき、ベース部から固定樹脂への反作用により、固定樹脂がベース部から離間する方向へ応力を受ける。それに伴い、第1光ファイバ部のうち固定樹脂で固定されている被固定部の位置がベース部から離間する方向にずらされる。その結果、第1光ファイバ部の被固定部が、第1光ファイバ部のうち固定樹脂と第1光ファイバ部の端面との間で第2光ファイバ部によって位置が規制されている位置規制部に対して曲げられることとなる。一方、光コンバイナが低温環境下に置かれると、固定樹脂が収縮してベース部の主面が固定樹脂の方へ引っ張られる。このとき、固定樹脂からベース部への反作用により、固定樹脂がベース部の主面の方向へ応力を受ける。それに伴い、第1光ファイバ部の被固定部の位置がベース部に近づく方向にずらされる。その結果、第1光ファイバ部の被固定部が、第1光ファイバ部の位置規制部に対して曲げられることとなる。このように、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれる場合には、第1光ファイバ部の被固定部が、第1光ファイバ部の位置規制部に対して曲げられることとなる。同様に、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれる場合には、第2光ファイバ部の被固定部が、第2光ファイバ部の位置規制部に対して曲げられることとなる。従って、本発明者らは、光コンバイナから出力されるビームの品質を向上させるためには、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれても、固定樹脂の膨張又は収縮によって、第1光ファイバ部の被固定部が第1光ファイバ部の位置規制部に対して曲げられないようにするとともに、第2光ファイバ部の被固定部が第2光ファイバ部の位置規制部に対して曲げられないようにすることが重要になるのではないかと考えた。そこで、本発明者らは、さらに鋭意検討を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出した。 The present inventors have made repeated studies to solve the above problems. First, the inventors considered that the following may occur when an optical combiner is placed in an environment with large temperature changes. That is, when the optical combiner is placed in a high temperature environment, the fixed resin expands and presses the main surface of the base portion. At this time, due to the reaction from the base part to the fixed resin, the fixed resin is subjected to stress in the direction of separating from the base part. Accordingly, the position of the fixed portion of the first optical fiber portion that is fixed with the fixing resin is shifted in the direction away from the base portion. As a result, the fixed part of the first optical fiber part has a position regulating part where the position of the fixed part of the first optical fiber part is regulated by the second optical fiber part between the fixing resin and the end surface of the first optical fiber part. It will be bent against. On the other hand, when the optical combiner is placed in a low-temperature environment, the fixed resin contracts and the main surface of the base portion is pulled toward the fixed resin. At this time, due to the reaction from the fixed resin to the base part, the fixed resin is subjected to stress in the direction of the main surface of the base part. Accordingly, the position of the fixed portion of the first optical fiber portion is shifted in a direction closer to the base portion. As a result, the fixed portion of the first optical fiber portion is bent relative to the position regulating portion of the first optical fiber portion. In this manner, when the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, the fixed portion of the first optical fiber portion is bent relative to the position regulating portion of the first optical fiber portion. Similarly, when the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, the fixed portion of the second optical fiber portion will be bent relative to the position regulating portion of the second optical fiber portion. Therefore, in order to improve the quality of the beam output from the optical combiner, even if the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, the first light The fixed part of the fiber part is prevented from being bent relative to the position regulating part of the first optical fiber part, and the fixed part of the second optical fiber part is prevented from being bent relative to the position regulating part of the second optical fiber part. I thought it would be important to prevent this from happening. Therefore, as a result of further intensive studies, the present inventors discovered that the above-mentioned problem could be solved by the following invention.
すなわち、本発明は、光ファイバ素線を有する光ファイバ部と、前記光ファイバ部を支持する支持部材と、前記光ファイバ部を前記支持部材に固定する固定部とを備えるファイバ構造体であって、前記支持部材が、前記光ファイバ部に対向するベース部と、前記ベース部の主面から延びて前記光ファイバ部に対向する側壁部とを有し、前記固定部が、前記固定部よりも低いヤング率を有する緩衝部を介して前記ベース部の前記主面に固定されるとともに、前記側壁部にも固定されている、ファイバ構造体である。 That is, the present invention provides a fiber structure comprising an optical fiber section having a bare optical fiber, a support member that supports the optical fiber section, and a fixing section that fixes the optical fiber section to the support member. , the support member has a base portion facing the optical fiber portion, and a side wall portion extending from a main surface of the base portion and facing the optical fiber portion, and the fixing portion is larger than the fixing portion. The fiber structure is fixed to the main surface of the base part via a buffer part having a low Young's modulus, and is also fixed to the side wall part.
本発明のファイバ構造体(第1ファイバ構造体)によれば、同様の構成を有する第2ファイバ構造体を用意し、この第2ファイバ構造体の光ファイバ部の光ファイバ素線の端面と、第1ファイバ構造体の光ファイバ素線の端面とを融着接続し、第1ファイバ構造体の支持部材が第2ファイバ構造体の支持部材を兼ねるようにして光コンバイナを形成すると、光コンバイナにおいて、第1ファイバ構造体の光ファイバ部の位置は第2ファイバ構造体によって規制されることとなる。 According to the fiber structure (first fiber structure) of the present invention, a second fiber structure having a similar configuration is prepared, and the end face of the optical fiber strand of the optical fiber portion of the second fiber structure, When an optical combiner is formed by fusion splicing the end faces of the optical fibers of the first fiber structure so that the support member of the first fiber structure also serves as the support member of the second fiber structure, the optical combiner , the position of the optical fiber portion of the first fiber structure is regulated by the second fiber structure.
このとき、第1ファイバ構造体が高温環境下に置かれると、固定部が膨張し、緩衝部を介してベース部の主面を押圧する。このとき、緩衝部は固定部よりも低いヤング率を有しており、固定部よりも柔らかくなっている。このため、固定部が膨張しても、固定部からベース部への押圧力が緩衝部によって緩和される。その結果、ベース部から固定部への反作用が小さくなり、固定部がベース部から離間する方向へ受ける応力が小さくなる。それに伴い、第1光ファイバ部のうち固定部で固定されている被固定部の位置がベース部から離間する方向にずらされにくくなる。その結果、第1光ファイバ部のうち固定部と第1光ファイバ部の端面との間で第2光ファイバ部によって位置が規制されている位置規制部に対して、第1光ファイバ部の被固定部が曲げられにくくなる。 At this time, when the first fiber structure is placed in a high temperature environment, the fixing part expands and presses the main surface of the base part via the buffer part. At this time, the buffer part has a lower Young's modulus than the fixed part and is softer than the fixed part. Therefore, even if the fixed part expands, the pressing force from the fixed part to the base part is alleviated by the buffer part. As a result, the reaction force from the base portion to the fixed portion is reduced, and the stress that the fixed portion receives in the direction of moving away from the base portion is reduced. Accordingly, the position of the fixed portion of the first optical fiber portion that is fixed by the fixing portion becomes difficult to shift in the direction away from the base portion. As a result, the first optical fiber portion is covered with respect to the position regulating portion whose position is regulated by the second optical fiber portion between the fixed portion of the first optical fiber portion and the end face of the first optical fiber portion. The fixed part becomes difficult to bend.
一方、ファイバ構造体が低温環境下に置かれると、固定部が収縮し、緩衝部を介してベース部の主面が固定部の方へ引っ張られる。このとき、緩衝部は固定部よりも低いヤング率を有しており、固定部よりも柔らかくなっている。このため、固定部が収縮しても、緩衝部が伸びるため、固定部からベース部への反作用が小さくなり、固定部がベース部の主面の方向へ受ける応力が小さくなる。それに伴い、第1光ファイバ部の被固定部の位置がベース部に近づく方向にずらされにくくなる。その結果、第1光ファイバ部の被固定部が、第1光ファイバ部の位置規制部に対して、曲げられにくくなる。 On the other hand, when the fiber structure is placed in a low-temperature environment, the fixing part contracts, and the main surface of the base part is pulled toward the fixing part via the buffer part. At this time, the buffer part has a lower Young's modulus than the fixed part and is softer than the fixed part. Therefore, even if the fixed part contracts, the buffer part expands, so that the reaction from the fixed part to the base part is reduced, and the stress that the fixed part receives in the direction of the main surface of the base part is reduced. Accordingly, the position of the fixed portion of the first optical fiber portion becomes difficult to shift in the direction toward the base portion. As a result, the fixed portion of the first optical fiber portion is less likely to be bent with respect to the position regulating portion of the first optical fiber portion.
このように、本発明のファイバ構造体によれば、温度変化の大きい環境下に置かれても、光ファイバ部の被固定部が、光ファイバ部の位置規制部に対して、曲げられにくくなる。このため、本発明のファイバ構造体を用いて光コンバインナを形成した場合に、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。 As described above, according to the fiber structure of the present invention, even when placed in an environment with large temperature changes, the fixed part of the optical fiber part is difficult to bend with respect to the position regulating part of the optical fiber part. . Therefore, when an optical combiner is formed using the fiber structure of the present invention, even if the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner can be suppressed. be able to.
上記ファイバ構造体においては、前記固定部のヤング率に対する前記緩衝部のヤング率の比が0.3以下であることが好ましい。 In the above fiber structure, it is preferable that the ratio of the Young's modulus of the buffer section to the Young's modulus of the fixing section is 0.3 or less.
この場合、ファイバ構造体が温度変化の大きい環境下に置かれても、固定部のヤング率に対する緩衝部のヤング率の比が0.3を超える場合に比べて、光ファイバ部の被固定部が、光ファイバ部の位置規制部に対して、より曲げられにくくなり、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下をより抑制することができる。 In this case, even if the fiber structure is placed in an environment with large temperature changes, the fixed part of the optical fiber part is However, the optical fiber section is less likely to be bent by the position regulating section, and deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner can be further suppressed.
上記ファイバ構造体においては、前記ベース部が、前記主面と前記緩衝部との間に設けられ、前記主面から前記光ファイバ部に向かって突出する突出部を有することが好ましい。 In the above-mentioned fiber structure, it is preferable that the base part is provided between the main surface and the buffer part, and has a protrusion part that projects from the main surface toward the optical fiber part.
この場合、ファイバ構造体が高温環境下に置かれ、固定部の膨張に伴って緩衝部が固定部から押圧されて圧縮される場合に、ベース部が突出部を有しない場合に比べて、緩衝部が、突出部よりも外側にまで広がりやすくなり、固定部から緩衝部への応力が緩和されやすくなる。その結果、光ファイバ部の被固定部が、光ファイバ部の位置規制部に対して、より一層曲げられにくくなり、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下をより抑制することができる。 In this case, when the fiber structure is placed in a high-temperature environment and the buffer section is pressed and compressed by the expansion of the fixing section, the buffer The portion easily spreads outward from the protruding portion, and the stress from the fixing portion to the buffer portion becomes easier to relax. As a result, the fixed part of the optical fiber part becomes even more difficult to bend with respect to the position regulating part of the optical fiber part, and it is possible to further suppress deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner.
また本発明は、第1ファイバ構造体と、第2ファイバ構造体とを備える光コンバイナであって、前記第1ファイバ構造体及び前記第2ファイバ構造体が、上述したファイバ構造体からなり、前記第1ファイバ構造体においては、前記光ファイバ部が複数本の前記光ファイバ素線を有し、前記第2ファイバ構造体においては、前記光ファイバ部が1本の前記光ファイバ素線を有し、前記第1ファイバ構造体の前記光ファイバ部の端面と、前記第2ファイバ構造体の前記光ファイバ部の端面とが融着接続され、前記第1ファイバ構造体の前記支持部材が、前記第2ファイバ構造体の前記支持部材を兼ねている、光コンバイナである。 The present invention also provides an optical combiner comprising a first fiber structure and a second fiber structure, wherein the first fiber structure and the second fiber structure are composed of the above-mentioned fiber structures, and In the first fiber structure, the optical fiber section has a plurality of the optical fiber strands, and in the second fiber structure, the optical fiber section has one optical fiber strand. , an end face of the optical fiber part of the first fiber structure and an end face of the optical fiber part of the second fiber structure are fusion-spliced, and the support member of the first fiber structure is connected to the end face of the optical fiber part of the second fiber structure. This is an optical combiner that also serves as the support member for the two-fiber structure.
この光コンバイナによれば、第1ファイバ構造体が温度変化の大きい環境下に置かれても、第1光ファイバ部の被固定部が、第1光ファイバ部の位置規制部に対して、曲げられにくくなる。一方、第2ファイバ構造体が温度変化の大きい環境下に置かれても、第2光ファイバ部の被固定部が、第2光ファイバ部の位置規制部に対して、曲げられにくくなる。このため、本発明の光コンバインナによれば、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。 According to this optical combiner, even if the first fiber structure is placed in an environment with large temperature changes, the fixed part of the first optical fiber part does not bend with respect to the position regulating part of the first optical fiber part. It becomes difficult to get caught. On the other hand, even if the second fiber structure is placed in an environment with large temperature changes, the fixed portion of the second optical fiber portion is less likely to be bent with respect to the position regulating portion of the second optical fiber portion. Therefore, according to the optical combiner of the present invention, even if the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, it is possible to suppress deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner.
また、本発明は、上述した光コンバイナと、前記光コンバイナの前記第2ファイバ構造体の前記光ファイバ素線から出射される光に基づいて特定の波長の光をレーザ光として出射させる光共振部と、前記光コンバイナの前記第1ファイバ構造体の複数本の前記光ファイバ素線の各々に励起光を入射させる励起光源とを備えるレーザ光源である。 The present invention also provides the above-mentioned optical combiner and an optical resonator that emits light of a specific wavelength as a laser beam based on the light emitted from the optical fiber strand of the second fiber structure of the optical combiner. and an excitation light source that makes excitation light incident on each of the plurality of optical fiber strands of the first fiber structure of the optical combiner.
このレーザ光源によれば、励起光源から、光コンバイナの第1ファイバ構造体の複数本の光ファイバ素線の各々に励起光が入射され、光コンバイナの第2ファイバ構造体の光ファイバ素線から出射される光に基づいて特定の波長の光が光共振部からレーザ光として出射される。このとき、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。従って、本発明のレーザ光源が温度変化の大きい環境下に置かれても、レーザ光源から出力されるビーム品質の低下を抑制することができる。 According to this laser light source, excitation light is incident on each of the plurality of optical fiber strands of the first fiber structure of the optical combiner from the excitation light source, and from the optical fiber strand of the second fiber structure of the optical combiner. Based on the emitted light, light of a specific wavelength is emitted from the optical resonator as a laser beam. At this time, even if the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner can be suppressed. Therefore, even if the laser light source of the present invention is placed in an environment with large temperature changes, deterioration in the quality of the beam output from the laser light source can be suppressed.
さらに、本発明は、複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源から入射されるレーザ光を結合して出射させる光コンバイナとを備え、前記光コンバイナが、上述した光コンバイナからなる、レーザ装置である。 Furthermore, the present invention provides a laser device comprising a plurality of laser light sources and an optical combiner that combines and emits laser light incident from the plurality of laser light sources, the optical combiner being composed of the above-described optical combiner. be.
このレーザ装置によれば、複数のレーザ光源からレーザ光が光コンバイナの第1ファイバ構造体に入射され、結合されて第2ファイバ構造体からレーザ光として出射される。このとき、光コンバイナが、上述した光コンバイナからなり、光コンバイナが温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。従って、本発明のレーザ装置が温度変化の大きい環境下に置かれても、レーザ装置から出力されるビーム品質の低下を抑制することができる。 According to this laser device, laser beams are input from the plurality of laser light sources into the first fiber structure of the optical combiner, are combined, and are emitted as laser beams from the second fiber structure. At this time, the optical combiner is composed of the optical combiner described above, and even if the optical combiner is placed in an environment with large temperature changes, it is possible to suppress deterioration in the quality of the beam output from the optical combiner. Therefore, even if the laser device of the present invention is placed in an environment with large temperature changes, deterioration in the quality of the beam output from the laser device can be suppressed.
上記レーザ装置においては、前記レーザ光源が、上述したレーザ光源からなることが好ましい。 In the above laser device, it is preferable that the laser light source is the above-mentioned laser light source.
この場合、レーザ光源が、上述したレーザ光源からなり、温度変化の大きい環境下に置かれても、レーザ光源から出力されるビーム品質の低下を抑制することができる。このため、本発明のレーザ装置が温度変化の大きい環境下に置かれても、レーザ装置から出力されるビーム品質の低下をより抑制することができる。 In this case, the laser light source is composed of the above-mentioned laser light source, and even if the laser light source is placed in an environment with large temperature changes, deterioration in the quality of the beam output from the laser light source can be suppressed. Therefore, even if the laser device of the present invention is placed in an environment with large temperature changes, deterioration in the quality of the beam output from the laser device can be further suppressed.
本発明によれば、温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナから出力されるビームの品質の低下を抑制することができるファイバ構造体、光コンバイナ、レーザ光源及びレーザ装置が提供される。 According to the present invention, there are provided a fiber structure, an optical combiner, a laser light source, and a laser device that can suppress deterioration in the quality of a beam output from an optical combiner even when placed in an environment with large temperature changes. Ru.
<光コンバイナ>
以下、本発明の光コンバイナの実施形態について図1~5を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の光コンバイナの一実施形態を示す平面図、図2は、図1のII-II線に沿った部分切断面端面図、図3は、図1のIII-III線に沿った断面図、図4は、図1のIV-IV線に沿った断面図、図5は、図3の光ファイバ素線を示す拡大図である。
<Optical combiner>
Hereinafter, embodiments of the optical combiner of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5. 1 is a plan view showing an embodiment of the optical combiner of the present invention, FIG. 2 is a partially cutaway end view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view taken along the line III-III in FIG. 4 is a sectional view taken along line IV--IV in FIG. 1, and FIG. 5 is an enlarged view showing the optical fiber strand of FIG. 3.
図1及び図2に示すように、光コンバイナ100は、複数本の光ファイバ素線21を有する第1光ファイバ部101aを有する第1ファイバ構造体101と、1本の光ファイバ素線21を有する第2光ファイバ部102aを有する第2ファイバ構造体102とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102は、第1光ファイバ部101a及び第2光ファイバ部102aを収容して支持する収容溝10aを有する支持部材10を備えている。支持部材10は、ベース部11と、ベース部11の主面11aの両縁部からそれぞれ延びて互いに対向する2つの側壁部12とを有している(図3及び図4参照)。ここで、第1ファイバ構造体101における支持部材10は、第2ファイバ構造体101における支持部材10を兼ねている。
The
第1ファイバ構造体101は、第1光ファイバ部101aを支持部材10に固定する第1固定部30と、第1固定部30とベース部11の主面11aとの間に設けられる緩衝部50とをさらに備えている。第1固定部30は、2つの側壁部12の各々に接着により固定されるとともに、緩衝部50を介してベース部11の主面11aに接着により固定されている。ここで、第1固定部30は、第1光ファイバ部101aを包囲するように設けられている。こうして第1固定部30は支持部材10に固定されている。緩衝部50は、第1固定部30よりも低いヤング率を有する。
The
第1光ファイバ部101aは、被覆部101Aと、被覆部101Aに隣接する素線露出部101Bとを有している。被覆部101Aは、複数本の光ファイバ素線21と、複数本の光ファイバ素線21の各々を被覆する被覆22とを有しており(図3参照)、素線露出部101Bは、露出された複数本の光ファイバ素線21からなる。ここで、複数本の光ファイバ素線21は被覆部101A及び素線露出部101Bに共通の光ファイバ素線である。すなわち、被覆部101Aの光ファイバ素線21の延長部が素線露出部101Bの光ファイバ素線21として構成されている。なお、以下、被覆部101A及び素線露出部101Bにおける光ファイバ素線21と被覆部101Aにおける被覆22とからなるものをまとめて光ファイバ20と呼ぶこととする。
The first
一方、第2ファイバ構造体102は、第2光ファイバ部102aを支持部材10に固定する第2固定部30と、第2固定部30とベース部11の主面11aとの間に設けられる緩衝部50とをさらに備えている。第2固定部30は、2つの側壁部12の各々に接着により固定されるとともに、緩衝部50を介してベース部11の主面11aに接着により固定されている。ここで、第2固定部30は、第2光ファイバ部102aを包囲するように設けられている。こうして第2固定部30は支持部材10に固定されている。緩衝部50は第2固定部30よりも低いヤング率を有する。
On the other hand, the
第2光ファイバ部102aは、被覆部102Aと、被覆部102Aに隣接する素線露出部102Bとを有している。被覆部102Aは、1本の光ファイバ素線21と、光ファイバ素線21を被覆する被覆22とを有しており(図4参照)、素線露出部102Bは、露出された光ファイバ素線21からなる。ここで、1本の光ファイバ素線21は被覆部102A及び素線露出部102Bに共通の光ファイバ素線である。すなわち、被覆部102Aの光ファイバ素線21の延長部が素線露出部102Bの光ファイバ素線21として構成されている。なお、以下、被覆部102A及び素線露出部102Bにおける光ファイバ素線21と被覆部102Aにおける被覆22とからなるものもまとめて光ファイバ20と呼ぶこととする。
The second
そして、第1ファイバ構造体101の第1光ファイバ部101aの素線露出部101Bの端面と、第2ファイバ構造体102の第2光ファイバ部102aの素線露出部102Bの端面とが融着接続されている。ここで、図5に示すように、光ファイバ素線21は、コア21aと、コア21aを包囲するクラッド21bとを有しており、光コンバイナ100に入射された光は、第1ファイバ構造体101の光ファイバ素線21のコア21aを通り、第2ファイバ構造体102の光ファイバ素線21のコア21aを通ることとなる。こうして第1ファイバ構造体101と第2ファイバ構造体102とは光結合された状態で支持部材10の収容溝10aに収容されている。
Then, the end face of the bare wire exposed
また、第1ファイバ構造体101は、被覆部101Aと素線露出部101Bとの境界を覆う封止部40を備えている。
Further, the
一方、第2ファイバ構造体102も、被覆部102Aと素線露出部102Bとの境界を覆う封止部40を備えている。
On the other hand, the
封止部40は、支持部材10のベース部11の主面11a、及び2つの側壁部12の各々に接着されている。
The sealing
また、第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102においては、封止部40は、第1固定部30及び第2固定部30にそれぞれ接着されている。ここで、第1固定部30及び第2固定部30は、支持部材10に対して封止部40よりも大きい接着強度を有する。
Further, in the
上記光コンバイナ100によれば、第1ファイバ構造体101の第1光ファイバ部101aの素線露出部101Bの端面と、第2ファイバ構造体102の第2光ファイバ部102aの素線露出部102Bの端面とが融着接続されている。このため、第1ファイバ構造体101の光ファイバ部101aは第2ファイバ構造体102によって規制されることとなる。
According to the
このとき、第1ファイバ構造体101が高温環境下に置かれると、第1固定部30が膨張し、緩衝部50を介してベース部11の主面11aを押圧する。このとき、緩衝部50は第1固定部30よりも低いヤング率を有しており、第1固定部30よりも柔らかくなっている。このため、第1固定部30が膨張しても、第1固定部30からベース部11への押圧力が緩衝部50によって緩和される。その結果、ベース部11から第1固定部30への反作用が小さくなり、第1固定部30がベース部11から離間する方向へ受ける応力が小さくなる。それに伴い、第1光ファイバ部101aのうち第1固定部30で固定されている被固定部の位置がベース部11から離間する方向にずらされにくくなる。その結果、第1光ファイバ部101aのうち第1固定部30と第2光ファイバ部102aの端面との間で第2光ファイバ部102aによって位置が規制されている位置規制部に対して、第1光ファイバ部101aの被固定部が曲げられにくくなる。
At this time, when the
一方、第1ファイバ構造体101が低温環境下に置かれると、第1固定部30が収縮し、緩衝部50を介してベース部11の主面11aが第1固定部30の方へ引っ張られる。このとき、緩衝部50は第1固定部30よりも低いヤング率を有しており、第1固定部30よりも柔らかくなっている。このため、第1固定部30が収縮しても、緩衝部50が伸びるため、第1固定部30からベース部11への反作用が小さくなり、第1固定部30がベース部11の主面11aの方向へ受ける応力が小さくなる。それに伴い、第1光ファイバ部101aの被固定部の位置がベース部11に近づく方向にずらされにくくなる。その結果、第1光ファイバ部101aの被固定部が、第1光ファイバ部101aの位置規制部に対して、曲げられにくくなる。
On the other hand, when the
このように、第1ファイバ構造体101によれば、温度変化の大きい環境下に置かれても、第1光ファイバ部101aの被固定部が、第1光ファイバ部101aの位置規制部に対して、曲げられにくくなる。
As described above, according to the
同様に、第2ファイバ構造体102によれば、温度変化の大きい環境下に置かれても、第2光ファイバ部102aのうち第2固定部30で固定されている被固定部が、第2固定部30と第1光ファイバ部101aの端面との間で第1ファイバ構造体101の光ファイバ部101aによって位置が規制されている位置規制部に対して、曲げられにくくなる。
Similarly, according to the
以上のことから、光コンバイナ100によれば、光コンバイナ100から出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。
From the above, according to the
また、第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102においては、封止部40が、第1固定部30及び第2固定部30にそれぞれ接着され、第1固定部30及び第2固定部30は、支持部材10に対して封止部40よりも大きい接着強度を有する。
Further, in the
このように、第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102が、支持部材10に対して封止部40より大きい接着強度を有する第1固定部30及び第2固定部30で支持部材10に固定されることで、第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102の支持部材10への固定が補強される。このため、第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102と支持部材10との分離を抑制することができる。
In this way, the
次に、光コンバイナ100における支持部材10、光ファイバ20、第1固定部30、第2固定部30、封止部40及び緩衝部50について詳細に説明する。
Next, the
(支持部材)
支持部材10を構成する材料は、特に制限されるものではなく、樹脂又は無機材料のいずれであってもよいが、無機材料で構成されることが好ましい。この場合、無機材料は、樹脂に比べて硬質であるため、第1光ファイバ部101a及び第2光ファイバ部102aを外力や衝撃、振動から保護できる。また、無機材料は樹脂に比べて熱膨張係数が小さいため、周囲の温度環境の変化に伴う熱膨張又は熱収縮が抑制され、光ファイバ20にマイクロベンドを発生させることが抑制され、光ファイバ20における光学特性の低下を抑制することができる。このような無機材料としては、例えばネオセラム(登録商標)や石英などのガラス材料が挙げられる。
(Support member)
The material constituting the
(光ファイバ)
光ファイバ20は、光ファイバ素線21と被覆22とを有する。ここで、被覆22は、光ファイバ素線21のクラッド21bの屈折率よりも小さい屈折率を有する材料で構成されることが好ましい。被覆22を構成する材料としては、例えばシリコン樹脂及びポリアミド樹脂などが挙げられる。
(optical fiber)
The
(第1固定部及び第2固定部)
第1固定部30及び第2固定部30は、支持部材10に第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102を固定させることができる材料で構成されればよい。第1固定部30及び第2固定部30を構成する材料としては、例えばシリコン樹脂及びエポキシ樹脂などが挙げられる。
(First fixed part and second fixed part)
The first fixing
第1固定部30及び第2固定部30のヤング率はそれぞれ、特に制限されるものではないが、通常は0.1MPa以上であり、好ましくは1MPa以上である。但し、第1固定部30又は第2固定部30のヤング率は、100MPa以下であることが好ましい。なお、本明細書において、ヤング率は、室温(23℃)における値をいうものとする。
The Young's modulus of each of the first fixing
(封止部)
封止部40は、封止性能を有する材料で構成されればよく、このような材料としては、例えば下記式(1)で表される構造を有するフッ素樹脂を含む。
The sealing
このフッ素樹脂は、下記式(2)で表される構造を主鎖に含む架橋性化合物を紫外線又は加熱によって架橋させることによって得ることができる。
上記式(1)及び(2)におけるRは二価の有機フッ素化合物基であればよく、二価の有機フッ素化合物基としては、例えば-CF2-CF(CF3)-O-、-CF2-O-、-CF2-CF2-O-、-CF2-CF2-CF2-O-が好ましい。 R in the above formulas (1) and (2) may be a divalent organic fluorine compound group, and examples of the divalent organic fluorine compound group include -CF 2 -CF(CF 3 )-O-, -CF 2 -O-, -CF 2 -CF 2 -O-, and -CF 2 -CF 2 -CF 2 -O- are preferred.
この場合、封止部40が、C-C結合やC-H結合よりも大きな結合エネルギーを有するC-F結合及びSi-O結合を有することとなるため、封止部40の耐熱性がより向上し、第1ファイバ構造体101及び第2ファイバ構造体102の耐久性をより向上させることができる。
In this case, the sealing
上記式(2)におけるR1~R4で表される有機基としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等の、末端にCH2=CH-構造を有する基、及び、アルキル基などの炭化水素基が挙げられる。 The organic groups represented by R 1 to R 4 in the above formula (2) include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, etc., which have a CH 2 =CH- structure at the end. and hydrocarbon groups such as alkyl groups.
封止部40の屈折率は特に制限されないが、クラッド21bの屈折率よりも小さいことが好ましい。この場合、光ファイバ素線21内に光を閉じ込めることが可能となる。
Although the refractive index of the sealing
封止部40のヤング率は特に制限されるものではないが、10MPa以下であることが好ましい。
Although the Young's modulus of the sealing
この場合、光コンバイナ100の第1ファイバ構造体101に光が入射され、光コンバイナ100の第2ファイバ構造体102から出射されると、封止部40のヤング率が10MPaを超える場合に比べて、出射される光のビーム品質をより向上させることができる。
In this case, when light enters the
但し、封止部40の形状を維持するという理由から、封止部40のヤング率は、1kPa以上であることが好ましい。
However, in order to maintain the shape of the sealing
(緩衝部)
緩衝部50は、第1固定部30及び第2固定部30よりも低いヤング率を有するものであればよい。すなわち、第1固定部30又は第2固定部30のヤング率に対する緩衝部50のヤング率の比率Rは1より小さければよい。
(buffer)
The
但し、Rは、0.3以下であることが好ましい。この場合、光コンバイナ100が温度変化の大きい環境下に置かれても、Rが0.3を超える場合に比べて、第1光ファイバ部101aの被固定部が、第1光ファイバ部101aの位置規制部に対して、より曲げられにくくなる。また、第2光ファイバ部102aの被固定部も、第2光ファイバ部102aの位置規制部に対して、より曲げられにくくなる。このため、光コンバイナ100から出力されるビームの品質の低下をより抑制することができる。
However, R is preferably 0.3 or less. In this case, even if the
但し、緩衝部50がその形状を維持できるヤング率であること、高ヤング率の第1固定部30及び第2固定部30により光ファイバ素線21に過大な応力が加わるのを防ぐことを考慮して、Rは1×10-5以上であることが好ましい。
However, consideration should be given to ensuring that the
また、緩衝部50は、ベース部11のヤング率以上のヤング率を有していてもよく、ベース部11のヤング率より低いヤング率を有していてもよいが、緩衝部50は、ベース部11のヤング率より低いヤング率を有している場合に特に有効に機能する。ベース部11のヤング率に対する緩衝部50のヤング率の比率R1は1より小さければよい。
Further, the
ここで、本発明の効果を確認するために、以下の構成を有する光コンバイナを解析モデルとし、以下の解析条件で、且つ、表1に示すように固定部及び緩衝部のヤング率の組み合わせが異なる12個の光コンバイナ(1-1~1-4,2-1~2-4及び3-1~3-4)について解析を行った。このとき、解析に際しては、有限要素法解析ソフトウェア(製品名「ANSYS」、アンシスインコーポレーテッド社製)を使用した。結果を図9~11に示す。 Here, in order to confirm the effects of the present invention, an optical combiner having the following configuration was used as an analytical model, and the combination of Young's modulus of the fixed part and the buffer part was set as shown in Table 1 under the following analytical conditions. Twelve different optical combiners (1-1 to 1-4, 2-1 to 2-4, and 3-1 to 3-4) were analyzed. At this time, in the analysis, finite element method analysis software (product name "ANSYS", manufactured by ANSYS Incorporated) was used. The results are shown in Figures 9-11.
図9は、図6に示す光コンバイナ(3-1~3-4)についての光ファイバ20におけるY方向の変位量とZ座標との関係、すなわち光ファイバ20におけるY方向の変位量分布を示すグラフであり、図10は、図6に示す光コンバイナ(3-1~3-4)についての光ファイバ20における曲率半径rの逆数(1/r)とZ座標との関係、すなわち光ファイバ20における曲率半径rの逆数(1/r)の分布を示すグラフである。
FIG. 9 shows the relationship between the amount of displacement in the Y direction and the Z coordinate in the
図11は、図6に示す光コンバイナ(1-1~1-4,2-1~2-4及び3-1~3-4)における曲率積分値を示すグラフである。ここで、曲率積分値とは、図10において、第1光ファイバ部の領域(z座標=0~40mm)における曲率半径rの逆数(1/r)のピークの面積の積分値(総和)を示す。 FIG. 11 is a graph showing the curvature integral values of the optical combiners (1-1 to 1-4, 2-1 to 2-4, and 3-1 to 3-4) shown in FIG. Here, the integral value of curvature is the integral value (total sum) of the area of the peak of the reciprocal of the radius of curvature r (1/r) in the region of the first optical fiber section (z coordinate = 0 to 40 mm) in FIG. show.
なお、図9には、緩衝部50がない場合の光ファイバ20におけるY方向の変位量分布も示してあり、図10には、緩衝部50がない場合の光ファイバ20の曲率半径rの逆数(1/r)の分布を示してある。また図9及び図10において、z座標40mmにおける破線は、第1光ファイバ部101aと第2光ファイバ部102aとの融着箇所を示す。さらに図11には、緩衝部50がない場合の曲率積分値も示してある。
Note that FIG. 9 also shows the displacement distribution in the Y direction in the
<光コンバイナの構成>
光コンバイナの構成は以下の通りとした。
(第1光ファイバ部)
光ファイバ素線の本数:7本
外径:175μm
光ファイバ素線の材料:石英
光ファイバ素線の物性値:ヤング率E=72000MPa、ポアソン比ν=0.17
被覆の外径:390μm
被覆の物性値:ヤング率E=700MPa、ポアソン比ν=0.35
素線露出部のZ方向の長さ:20mm(図6参照)
被覆部のうち第1固定部を除いた部分の長さ:5mm(図6参照)
(第2光ファイバ部)
光ファイバ素線の本数:1本
外径:550μm
光ファイバ素線の材料:石英
光ファイバ素線の物性値:ヤング率E=72000MPa、ポアソン比ν=0.17
被覆の外径:800μm
被覆の物性値:ヤング率E=700MPa、ポアソン比ν=0.35
素線露出部のZ方向の長さ:20mm(図6参照)
被覆部のうち第2固定部を除いた部分の長さ:5mm(図6参照)
(第1固定部)
第1固定部のZ方向の長さ:15mm(図6参照)
第1固定部の断面の寸法:1.5mm×1.5mm(図7参照)
(第2固定部)
第2固定部のZ方向の長さ:15mm(図6参照)
第2固定部の断面の寸法:1.5mm×1.5mm(図8参照)
(緩衝部)
X方向の幅:1.5mm
Y方向の厚さ:0.5mm
Z方向の長さ:15mm
<解析条件>
解析は、第1固定部30及び第2固定部30の熱膨張率(=熱膨張係数α×ΔT)が-1%となる温度条件で行った。
The configuration of the optical combiner was as follows.
(First optical fiber section)
Number of optical fibers: 7 Outer diameter: 175μm
Material of optical fiber: quartz Physical properties of optical fiber: Young's modulus E = 72000 MPa, Poisson's ratio ν = 0.17
Outer diameter of coating: 390μm
Physical properties of coating: Young's modulus E = 700 MPa, Poisson's ratio ν = 0.35
Length of exposed wire in Z direction: 20mm (see Figure 6)
Length of the covering part excluding the first fixing part: 5mm (see Figure 6)
(Second optical fiber section)
Number of optical fibers: 1 Outer diameter: 550μm
Material of optical fiber: quartz Physical properties of optical fiber: Young's modulus E = 72000 MPa, Poisson's ratio ν = 0.17
Outer diameter of coating: 800μm
Physical properties of coating: Young's modulus E = 700 MPa, Poisson's ratio ν = 0.35
Length of exposed wire in Z direction: 20mm (see Figure 6)
Length of the covered part excluding the second fixing part: 5mm (see Figure 6)
(First fixed part)
Length of first fixing part in Z direction: 15mm (see Figure 6)
Cross-sectional dimensions of the first fixed part: 1.5 mm x 1.5 mm (see Figure 7)
(Second fixed part)
Length of second fixing part in Z direction: 15mm (see Figure 6)
Cross-sectional dimensions of the second fixing part: 1.5mm x 1.5mm (see Figure 8)
(buffer)
Width in X direction: 1.5mm
Thickness in Y direction: 0.5mm
Length in Z direction: 15mm
<Analysis conditions>
The analysis was conducted under temperature conditions such that the coefficient of thermal expansion (=coefficient of thermal expansion α×ΔT) of the first fixing
図9に示す結果より、緩衝部50を有する光コンバイナでは、Z座標が0~16mm又は64~80mmであるとき、すなわち、光ファイバ20が固定部30で固定されている領域では、緩衝部50を有しない光コンバイナに比べて、Y方向の変位量が顕著に小さくなることが分かる。なお、図9は、3-1~3-4の光コンバイナについての結果を示しているが、1-1~1-4及び2-1~2-4の光コンバイナについても同様の結果が得られている。
From the results shown in FIG. 9, in the optical combiner having the
また図10に示す結果より、緩衝部50を有する光コンバイナでは、Z座標が0~16mm又は64~80mmであるとき、すなわち、光ファイバ20が固定部30で固定されている領域では、緩衝部50を有しない光コンバイナに比べて、曲率半径rの逆数のピークが顕著に小さくなることが分かる。なお、図10は、3-1~3-4の光コンバイナについての結果を示しているが、1-1~1-4及び2-1~2-4の光コンバイナについても同様の結果が得られている。ここで、曲率半径rの逆数のピークは、大きく曲げられているほど大きくなり、小さく曲げられるほど小さくなる。
Furthermore, from the results shown in FIG. 10, in the optical combiner having the
さらに図11に示す結果より、緩衝部50を有する光コンバイナでは、固定部30のヤング率の大小にかかわらず、緩衝部50を有しない光コンバイナに比べて、曲率積分値が顕著に小さくなることが分かる。
Furthermore, the results shown in FIG. 11 show that in the optical combiner having the
以上のことから、緩衝部50を有する光コンバイナでは、緩衝部50を有しない光コンバイナに比べて、光ファイバ20が固定部30によって曲げられにくくなることが分かる。従って、本発明の光コンバイナによれば、出力されるビームの品質の低下を抑制できるものと考えられる。
From the above, it can be seen that in the optical combiner having the
<レーザ光源>
次に、本発明のレーザ光源の実施形態について図12を参照しながら説明する。図12は、本発明のレーザ光源の一実施形態を示す概略図である。
<Laser light source>
Next, an embodiment of the laser light source of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic diagram showing an embodiment of the laser light source of the present invention.
図12に示すように、レーザ光源200は、光コンバイナ100と、光コンバイナ100の第2ファイバ構造体102の光ファイバ20の光ファイバ素線21から出射される光に基づいて特定の波長の光をレーザ光として出射させる光共振部201と、光コンバイナ100の第1ファイバ構造体101の複数本の光ファイバ20の光ファイバ素線21の各々に励起光を入射させる励起光源D1~D7と、光共振部201からレーザ光として出射される光を出力する出力用ファイバ205とを備える。
As shown in FIG. 12, the
このレーザ光源200によれば、励起光源D1~D7から、光コンバイナ100の第1ファイバ構造体101の複数本の光ファイバ20の光ファイバ素線21の各々に励起光が入射され、光コンバイナ100の第2ファイバ構造体102の光ファイバ20の光ファイバ素線21から出射される光に基づいて特定の波長の光が光共振部201からレーザ光として出射され、このレーザ光が出力用ファイバ205から出力される。このとき、既に述べたように、光コンバイナ100が温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナ100から出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。従って、レーザ光源200が温度変化の大きい環境下に置かれても、レーザ光源200から出力されるビーム品質の低下を抑制することができる。
According to this
励起光源D1~D7は、励起光を出射するものであればよく、励起光源D1~D7としては、例えばレーザダイオード等を用いることができる。 The excitation light sources D1 to D7 may be of any type as long as they emit excitation light, and for example, laser diodes or the like can be used as the excitation light sources D1 to D7.
光共振部201は、増幅用光ファイバ202と、その一端に設けられる第1反射部203と、その他端に設けられる第2反射部204とを備えている。第1反射部203は、光コンバイナ100の第2ファイバ構造体102の光ファイバ20に接続され、第2反射部204は、出力用ファイバ205に接続されている。光共振部201では、入射された励起光により自然放出光が発生し、発生した自然放出光のうち第1反射部203及び第2反射部204によって選択的に反射された特定の波長の光を種として光の誘導放出が起こり、この誘導放出が繰り返されることで特定の波長の光がレーザ光として出力される。
The
第1反射部203及び第2反射部204は、例えばファイバーブラッググレーティング(FBG)等で構成されている。
The first reflecting
増幅用光ファイバ202は、希土類元素添加光ファイバで構成される。希土類元素は、特に制限されるものではないが、希土類元素としては、例えばイッテルビウム(Yb)などが用いられる。
The amplification
なお、励起光源D1~D7の数は、7個となっているが、7個に限定されるものではない。光コンバイナ100の第1ファイバ構造体101に含まれる光ファイバ20の本数に応じて適宜変更が可能である。
Note that although the number of excitation light sources D1 to D7 is seven, it is not limited to seven. It can be changed as appropriate depending on the number of
<レーザ装置>
次に、本発明のレーザ装置の実施形態について図13を参照しながら説明する。図13は、本発明のレーザ装置の一実施形態を示す概略図である。
<Laser device>
Next, an embodiment of the laser device of the present invention will be described with reference to FIG. 13. FIG. 13 is a schematic diagram showing an embodiment of the laser device of the present invention.
図13に示すように、レーザ装置300は、複数のレーザ光源L1~L7と、複数のレーザ光源L1~L7から入射されるレーザ光を結合して出力する光コンバイナ100と、光コンバイナ100の第2ファイバ構造体102の光ファイバ20に接続される出力用ファイバ301とを備えている。
As shown in FIG. 13, the
このレーザ装置300によれば、複数のレーザ光源L1~L7からレーザ光が光コンバイナ100の第1ファイバ構造体101に入射され、結合されて第2ファイバ構造体102の光ファイバ20から出射され、この出射光が出力用ファイバ301から出力される。このとき、既に述べたように、光コンバイナ100が温度変化の大きい環境下に置かれても、光コンバイナ100から出力されるビームの品質の低下を抑制することができる。従って、レーザ装置300が温度変化の大きい環境下に置かれても、レーザ装置300から出力されるビーム品質の低下を抑制することができる。
According to this
上記レーザ装置300においては、レーザ光源L1~L7は、レーザ光源であればいかなるものでもよく、レーザ光源L1~L7としては、例えばレーザダイオード、CO2レーザ、YAGレーザ、上述したレーザ光源200などが挙げられる。中でも、レーザ光源L1~L7は、上述したレーザ光源200からなることが好ましい。
In the
この場合、レーザ光源L1~L7が上述したレーザ光源200からなり、耐久性を向上させることが可能な光コンバイナ100を有する。このため、レーザ装置300は、より耐久性を向上させることが可能となる。
In this case, the laser light sources L1 to L7 are composed of the above-described laser
本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば上記実施形態では、第1固定部30及び第2固定部30が封止部40に接着されているが、図14に示す光コンバイナ400のように、第1固定部30及び第2固定部30はそれぞれ封止部40から離間していてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the first fixing
また、上記実施形態では、封止部40が、ベース部11の主面11a及び2つの側壁部12の各々に接着されているが、ベース部11の主面11aには接着されていなくてもよく、ベース部11の主面11aから離間していてもよい。あるいは、封止部40は、ベース部11の主面11aにのみ接着され、側壁部12には接着されていなくてもよい。
Further, in the embodiment described above, the sealing
また、上記実施形態では、封止部40は省略されてもよい。
Further, in the embodiment described above, the sealing
さらに、上記実施形態では、第1固定部30が第1光ファイバ部101aを包囲するように設けられているが、第1固定部30は、第1光ファイバ部101aを支持部材10のベース部11の主面11a及び側壁部12の各々に固定されれば必ずしも第1光ファイバ部101aを包囲していなくてもよい。同様に、第2固定部30も、第2光ファイバ部102aを支持部材10のベース部11の主面11a及び側壁部12の各々に固定されれば必ずしも第2光ファイバ部102aを包囲していなくてもよい。
Furthermore, in the embodiment described above, the first fixing
さらに、上記実施形態では、緩衝部50が支持部材10のベース部11の主面11a上に直接設けられているが、ベース部11の主面11aに凹部(図示せず)が形成され、その凹部の上に緩衝部50が設けられてもよく、図15に示す光コンバイナ500のように、ベース部11の主面11a上に、主面11aから第1光ファイバ部101aに向かって突出する突出部13が設けられ、その突出部13の上に緩衝部50が設けられてもよい。このうち、ベース部11の主面11a上に、主面11aから第1光ファイバ部101aに向かって突出する突出部13が設けられ、その突出部13の上に緩衝部50が設けられることが好ましい。この場合、光コンバイナ100が高温環境下に置かれ、第1固定部30の膨張に伴って緩衝部50が第1固定部30から押圧されて圧縮される場合に、ベース部11が突出部13を有しない場合に比べて、緩衝部50が、突出部13よりも外側にまで広がりやすくなり、第1固定部30から緩衝部50への応力が緩和されやすくなる。その結果、第1光ファイバ部101aの被固定部が、第1光ファイバ部101aの位置規制部に対して、より一層曲げられにくくなる。
Furthermore, in the embodiment described above, the
また、ベース部11の主面11a上に、主面11aから第2光ファイバ部102aに向かって突出する突出部13が設けられ、その突出部13の上に緩衝部50が設けられてもよい。この場合、第2光ファイバ部102aの被固定部も、第2光ファイバ部102aの位置規制部に対して、より一層曲げられにくくなる。従って、光コンバイナ100から出力されるビームの品質の低下をより一層抑制することができる。
Further, a
突出部13のうち緩衝部50側の主面は、緩衝部50のうちベース部11側の面全体と接触していてもよく、緩衝部50のうちベース部11側の面の一部と接触していてもよいが、緩衝部50のうちベース部11側の面全体と接触していることが好ましい。この場合、緩衝部50の緩衝作用を効果的に発揮させることができる。
The main surface of the protruding
なお、緩衝部50と封止部40とは離間していることが好ましい。この場合、緩衝部50と封止部40との間に空間が形成されるため、第1固定部30又は第2固定部30によって緩衝部50が圧縮される際に、緩衝部50がその空間にまで広がることが可能となり、緩衝部50が圧縮されやすくなり、緩衝部50の緩衝作用をより効果的に発揮させることができる。
In addition, it is preferable that the
10…支持部材
11…ベース部
11a…主面
12…側壁部
13…突出部
21…光ファイバ素線
30…第1固定部、第2固定部
50…緩衝部
100,400,500…光コンバイナ
101…第1ファイバ構造体
101a…第1光ファイバ部
102…第2ファイバ構造体
102a…第2光ファイバ部
200…レーザ光源
201…光共振部
300…レーザ装置
301…出力用ファイバ
D1~D7…励起光源
L1~L7…レーザ光源
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1ファイバ構造体及び前記第2ファイバ構造体が、
光ファイバ素線を有する光ファイバ部と、
前記光ファイバ部を支持する支持部材と、
前記光ファイバ部を前記支持部材に固定する固定部とを備えるファイバ構造体であって、
前記支持部材が、
前記光ファイバ部に対向するベース部と、
前記ベース部の主面から延びて前記光ファイバ部に対向する側壁部とを有し、
前記固定部が、前記固定部よりも低いヤング率を有する緩衝部を介して前記ベース部の前記主面に固定されるとともに、前記側壁部にも固定されている、ファイバ構造体からなり、
前記第1ファイバ構造体においては、前記光ファイバ部が複数本の前記光ファイバ素線を有し、
前記第2ファイバ構造体においては、前記光ファイバ部が1本の前記光ファイバ素線を有し、
前記第1ファイバ構造体の前記光ファイバ部の端面と、前記第2ファイバ構造体の前記光ファイバ部の端面とが融着接続され、
前記第1ファイバ構造体の前記支持部材が前記第2ファイバ構造体の前記支持部材を兼ねている、光コンバイナ。 An optical combiner comprising a first fiber structure and a second fiber structure,
The first fiber structure and the second fiber structure ,
an optical fiber section having a bare optical fiber;
a support member that supports the optical fiber section;
A fiber structure comprising a fixing part that fixes the optical fiber part to the support member,
The support member is
a base portion facing the optical fiber portion;
a side wall portion extending from the main surface of the base portion and facing the optical fiber portion;
The fixing part is made of a fiber structure, which is fixed to the main surface of the base part via a buffer part having a lower Young's modulus than the fixing part, and is also fixed to the side wall part,
In the first fiber structure, the optical fiber section has a plurality of the optical fiber strands,
In the second fiber structure, the optical fiber section has one optical fiber strand,
The end face of the optical fiber part of the first fiber structure and the end face of the optical fiber part of the second fiber structure are fusion-spliced,
An optical combiner, wherein the support member of the first fiber structure also serves as the support member of the second fiber structure.
前記光コンバイナの前記第2ファイバ構造体の前記光ファイバ素線から出射される光に基づいて特定の波長の光をレーザ光として出射させる光共振部と、
前記光コンバイナの前記第1ファイバ構造体の複数本の前記光ファイバ素線の各々に励起光を入射させる励起光源と、
を備える、レーザ光源。 The optical combiner according to any one of claims 1 to 3 ,
an optical resonator that emits light of a specific wavelength as a laser beam based on the light emitted from the optical fiber strand of the second fiber structure of the optical combiner;
an excitation light source that makes excitation light enter each of the plurality of optical fiber strands of the first fiber structure of the optical combiner;
A laser light source.
前記複数のレーザ光源から入射されるレーザ光を結合して出射させる光コンバイナとを備え、
前記光コンバイナが、請求項1~3のいずれか一項に記載の光コンバイナからなる、レーザ装置。 multiple laser light sources;
an optical combiner that combines and emits laser light incident from the plurality of laser light sources,
A laser device, wherein the optical combiner comprises the optical combiner according to any one of claims 1 to 3 .
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