JPH0473706A - バックトーク効果防止型光ファイバ - Google Patents
バックトーク効果防止型光ファイバInfo
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- JPH0473706A JPH0473706A JP2187698A JP18769890A JPH0473706A JP H0473706 A JPH0473706 A JP H0473706A JP 2187698 A JP2187698 A JP 2187698A JP 18769890 A JP18769890 A JP 18769890A JP H0473706 A JPH0473706 A JP H0473706A
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はバックトーク効果防止型光ファイバに関し、特
にレーザ加工装置において光ファイバを用いてレーザ発
振器から被加工物ヘレーザ光を導く場合にレーザ発振器
と光ファイバの間の接続部で発生する反射光の戻り方向
を変更し、バックトーク効果を低減する光ファイバに関
するものである。
にレーザ加工装置において光ファイバを用いてレーザ発
振器から被加工物ヘレーザ光を導く場合にレーザ発振器
と光ファイバの間の接続部で発生する反射光の戻り方向
を変更し、バックトーク効果を低減する光ファイバに関
するものである。
〔従来の技術〕
レーザ加工装置は、現在、被加工物の切断、穴開け、溶
接等に利用されている。レーザ加工装置では、レーザ発
振器で出力された所定のエネルギーを有するレーザ光は
、被加工物が配設された箇所まで誘導され、被加工物の
所要の箇所にレーザ光を照射する。被加工物に対してレ
ーザ光によっていかなる処理を施すかということについ
ては、レーザ光のモード、ビーム径、エネルギー密度な
どによって定められる。レーザ発振器で出力されたレー
ザ光を被加工物まで導く手段としては、従来、複数の反
射鏡を用いて光路を変更し被加工物まで導く方法や、光
ファイバを用いて導く方法がある。
接等に利用されている。レーザ加工装置では、レーザ発
振器で出力された所定のエネルギーを有するレーザ光は
、被加工物が配設された箇所まで誘導され、被加工物の
所要の箇所にレーザ光を照射する。被加工物に対してレ
ーザ光によっていかなる処理を施すかということについ
ては、レーザ光のモード、ビーム径、エネルギー密度な
どによって定められる。レーザ発振器で出力されたレー
ザ光を被加工物まで導く手段としては、従来、複数の反
射鏡を用いて光路を変更し被加工物まで導く方法や、光
ファイバを用いて導く方法がある。
レーザ加工装置において、レーザ発振器と被加工物の間
に光ファイバを配設し、この光ファイバでレーザ光を被
加工物に案内する場合には、従来、バックトーク効果と
いう問題が起きた。バックトーク効果とは、レーザ発振
器がら出力されたレーザ光が、出力部で凸レンズにより
収束して光ファイバの端面より内部に入ろうとする時、
光ファイバ端面で反射現象が生じ、がなりのレーザ光が
レーザ発振器に戻りレーザ発振器に不必要なエネルギー
が与えられ、発振状態が不安定になるという不具合が発
生する。
に光ファイバを配設し、この光ファイバでレーザ光を被
加工物に案内する場合には、従来、バックトーク効果と
いう問題が起きた。バックトーク効果とは、レーザ発振
器がら出力されたレーザ光が、出力部で凸レンズにより
収束して光ファイバの端面より内部に入ろうとする時、
光ファイバ端面で反射現象が生じ、がなりのレーザ光が
レーザ発振器に戻りレーザ発振器に不必要なエネルギー
が与えられ、発振状態が不安定になるという不具合が発
生する。
本発明の目的は、光ファイバで被加工物に対しレーザ光
を供給するように構成されたレーザ加工装置において、
光ファイバの端面で生じる反射光に起因するバックトー
ク効果を低減させるバックトーク効果防止型光ファイバ
を提供することにある。
を供給するように構成されたレーザ加工装置において、
光ファイバの端面で生じる反射光に起因するバックトー
ク効果を低減させるバックトーク効果防止型光ファイバ
を提供することにある。
本発明に係る第１のバックトーク効果防止型光ファイバ
は、レーザ発振器の出力端部に光学的に接続され、レー
ザ発振器がら出力されるレーザ光を導入して、被加工物
まで誘導する光ファイバにおいて、出力端部に臨む光フ
ァイバ端面をレーザ光の光軸に対して傾斜させて形成し
たことを特徴点として有する。
は、レーザ発振器の出力端部に光学的に接続され、レー
ザ発振器がら出力されるレーザ光を導入して、被加工物
まで誘導する光ファイバにおいて、出力端部に臨む光フ
ァイバ端面をレーザ光の光軸に対して傾斜させて形成し
たことを特徴点として有する。
前記の構成を有するバックトーク効果防止型光ファイバ
において、光ファイバ端面を、凸型円錐形又は凹型円錐
形に形成して傾斜面を形成することができる。
において、光ファイバ端面を、凸型円錐形又は凹型円錐
形に形成して傾斜面を形成することができる。
本発明に係る第２のバックトーク効果防止型光ファイバ
は、レーザ発振器の出力端部に光学的に接続され、レー
ザ発振器から出力されるレーザ光を導入して、被加工物
まで誘導する光ファイバにおいて、出力端部に臨む光フ
ァイバ端面が、出力端部から出力されるレーザ光の中心
軸に対して傾斜するように、光ファイバを出力端部に取
付けたことを特徴点として有する。
は、レーザ発振器の出力端部に光学的に接続され、レー
ザ発振器から出力されるレーザ光を導入して、被加工物
まで誘導する光ファイバにおいて、出力端部に臨む光フ
ァイバ端面が、出力端部から出力されるレーザ光の中心
軸に対して傾斜するように、光ファイバを出力端部に取
付けたことを特徴点として有する。
前記第１又は第２のバックトーク効果防止型光ファイバ
において、レーザ発振器の出力端部には光ファイバ端面
の位置を焦点とする凸レンズを備え、この凸レンズによ
ってレーザ光を収束させて光ファイバに導入し、凸レン
ズの焦点距離をｆ３レーザ光のビーム径をＤとしたとき
、光ファイバ端面の傾斜角θを、 ｔａｎ１（Ｄ／ｆ） より大きくしたことを特徴点として有する。
において、レーザ発振器の出力端部には光ファイバ端面
の位置を焦点とする凸レンズを備え、この凸レンズによ
ってレーザ光を収束させて光ファイバに導入し、凸レン
ズの焦点距離をｆ３レーザ光のビーム径をＤとしたとき
、光ファイバ端面の傾斜角θを、 ｔａｎ１（Ｄ／ｆ） より大きくしたことを特徴点として有する。
本発明によるバックトーク効果防止型光ファイバでは、
レーザ発振器の出力端部に接続される光ファイバを、そ
の端面がレーザ光の光軸に対して傾斜するようにして接
続したため、光ファイバ端面で反射されるレーザ光がレ
ーザ発振器側に戻るのを防止し、これによってバックト
ーク効果を低減するようにしている。レーザ発振器で発
生したレーザ光を有効に被加工物に伝送する必要がある
ので、光ファイバ端面の傾斜角は所定条件を満たす角度
に選定される。光ファイバの端面をレーザ光の光軸に対
して傾斜させる構造としては、端面自体を傾斜させて形
成することもできるし、また光ファイバの取付は状態に
おいて予め傾斜状態で取付けることにより傾斜状態を作
ることも可能である。
レーザ発振器の出力端部に接続される光ファイバを、そ
の端面がレーザ光の光軸に対して傾斜するようにして接
続したため、光ファイバ端面で反射されるレーザ光がレ
ーザ発振器側に戻るのを防止し、これによってバックト
ーク効果を低減するようにしている。レーザ発振器で発
生したレーザ光を有効に被加工物に伝送する必要がある
ので、光ファイバ端面の傾斜角は所定条件を満たす角度
に選定される。光ファイバの端面をレーザ光の光軸に対
して傾斜させる構造としては、端面自体を傾斜させて形
成することもできるし、また光ファイバの取付は状態に
おいて予め傾斜状態で取付けることにより傾斜状態を作
ることも可能である。
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。
。
第１図はレーザ加工装置の全体構成を概略的に示す。本
図において、１はレーザ発振器、２は光ファイバ、３は
光ファイバ２をレーザ発振器１の出力部に接続するため
のコネクタである。光ファイバ２の他端にはレーザ光を
出射するための出射部４が設けられる。出射部４の先部
は被加工物５に臨んで配設されている。かかる構成によ
り、レーザ発振器１で発振されたレーザ光はその出力部
から出力され、コネクタ３を介して光ファイバ２に入力
され、光ファイバ２で誘導され、出射部４から被加工物
５に照射される。
図において、１はレーザ発振器、２は光ファイバ、３は
光ファイバ２をレーザ発振器１の出力部に接続するため
のコネクタである。光ファイバ２の他端にはレーザ光を
出射するための出射部４が設けられる。出射部４の先部
は被加工物５に臨んで配設されている。かかる構成によ
り、レーザ発振器１で発振されたレーザ光はその出力部
から出力され、コネクタ３を介して光ファイバ２に入力
され、光ファイバ２で誘導され、出射部４から被加工物
５に照射される。
第２図は、レーザ発振器１の出力部における光学系と光
ファイバ２の端部の構造を示している。
ファイバ２の端部の構造を示している。
光ファイバ２のレーザ光６を入力する端面７の直前位置
に凸レンズ８が配置されている。凸レンズ８と光ファイ
バ２の距離は、凸レンズ８の焦点距離ｆである。第２図
中、図示しないレーザ発振器から出力されたレーザ光６
は凸レンズ８の左側では平行光線であり、凸レンズ８に
よって収束され、光ファイバ２の端面７に入力される。
に凸レンズ８が配置されている。凸レンズ８と光ファイ
バ２の距離は、凸レンズ８の焦点距離ｆである。第２図
中、図示しないレーザ発振器から出力されたレーザ光６
は凸レンズ８の左側では平行光線であり、凸レンズ８に
よって収束され、光ファイバ２の端面７に入力される。
平行光線の状態にあるレーザ光６のビーム直径はＤであ
るとする。
るとする。
第２図で明らかなように、光ファイバ２の端面３は、レ
ーザ光６の光軸６Ａ（又は、光ファイバ２の中心軸と同
じ）に対してθの傾斜角で傾斜するように形成されてい
る。このθは、上記レーザ光６のビーム径Ｄ （ｍｍ）
と凸レンズ８の焦点距離ｆ （ｍｍ）を用いて表すと、 ｊ ａ ｎ−’ （Ｄ／ ｆ ） よりも大きい角度である。実際上、傾斜角θとしては１
０度程度が好ましい。
ーザ光６の光軸６Ａ（又は、光ファイバ２の中心軸と同
じ）に対してθの傾斜角で傾斜するように形成されてい
る。このθは、上記レーザ光６のビーム径Ｄ （ｍｍ）
と凸レンズ８の焦点距離ｆ （ｍｍ）を用いて表すと、 ｊ ａ ｎ−’ （Ｄ／ ｆ ） よりも大きい角度である。実際上、傾斜角θとしては１
０度程度が好ましい。
上記の如く、レーザ発振器１の出力端部と、レーザ光を
伝送する媒体である光ファイバ２との間の接続部を形成
することによって、光ファイバ２の端面７にレーザ光６
が入射しようとする時に端面７で反射されるレーザ光６
′をレーザ発振器１に戻らないようにすることができる
。すなわち、光ファイバ２の端面７を光軸７に対して前
記の条件を満たすθの角度だけ傾斜させるようにしたた
め、端面７で発生する反射レーザ光６′は外側に反射さ
せることができ、レーザ発振器１に戻ることはない。な
おθの大きさについては、あまり大きくすると反射レー
ザ光の量が増大することになるので、反射量を抑制する
ということ及び前記条件を考慮して適宜な角度に設定さ
れる。
伝送する媒体である光ファイバ２との間の接続部を形成
することによって、光ファイバ２の端面７にレーザ光６
が入射しようとする時に端面７で反射されるレーザ光６
′をレーザ発振器１に戻らないようにすることができる
。すなわち、光ファイバ２の端面７を光軸７に対して前
記の条件を満たすθの角度だけ傾斜させるようにしたた
め、端面７で発生する反射レーザ光６′は外側に反射さ
せることができ、レーザ発振器１に戻ることはない。な
おθの大きさについては、あまり大きくすると反射レー
ザ光の量が増大することになるので、反射量を抑制する
ということ及び前記条件を考慮して適宜な角度に設定さ
れる。
第３図はコネクタ３の具体的構成の一例を示す。
第１図では説明の便宜上２を光ファイバとして被覆され
ない状態では示したが、実際には光ファイバ２は被覆部
材９によって保護されている。被覆部材９の端部にはパ
イプ部材１０が取り付けられ、更にパイプ部材１０の先
には、光ファイバ２の端部を保護するためのフェルール
１１が固定されている。フェルール１１の筒部の中では
光ファイバ２は被覆されない状態で配置される。更に１
２は接続ナツトであり、この接続ナツトでレーザ発振器
１の出力端部に設けられた接続部に連結される。
ない状態では示したが、実際には光ファイバ２は被覆部
材９によって保護されている。被覆部材９の端部にはパ
イプ部材１０が取り付けられ、更にパイプ部材１０の先
には、光ファイバ２の端部を保護するためのフェルール
１１が固定されている。フェルール１１の筒部の中では
光ファイバ２は被覆されない状態で配置される。更に１
２は接続ナツトであり、この接続ナツトでレーザ発振器
１の出力端部に設けられた接続部に連結される。
第４図と第５図は、光ファイバ２の端面の形状の変更実
施例を示す。第４図によれば、端面７は凸型円錐形に形
成されている。このとき角度θ。
施例を示す。第４図によれば、端面７は凸型円錐形に形
成されている。このとき角度θ。
は１８０−２θ度である。第５図によれば端面７は凹型
円錐形に形成される。このときの角度θ２は１８０＋２
θ度である。
円錐形に形成される。このときの角度θ２は１８０＋２
θ度である。
第６図は本発明の他の実施例を示す。第６図において、
１３はレーザ発振器を収容するハウジングの一部を示し
、レーザ発振器から出力されたレーザ光は矢印１４の如
く進行してくる。ハウジング１３の一部には筒状のレセ
プタクル１５が形成されている。レーザ光はこのレセプ
タクル１５の開口部を通して光ファイバ２に入射される
。第６図中２点鎖線で示された光ファイバ２側の構造は
前記第３図に示された構造と同じである。レセプタクル
１５に接続される部分は前記の接続ナツト１２である。
１３はレーザ発振器を収容するハウジングの一部を示し
、レーザ発振器から出力されたレーザ光は矢印１４の如
く進行してくる。ハウジング１３の一部には筒状のレセ
プタクル１５が形成されている。レーザ光はこのレセプ
タクル１５の開口部を通して光ファイバ２に入射される
。第６図中２点鎖線で示された光ファイバ２側の構造は
前記第３図に示された構造と同じである。レセプタクル
１５に接続される部分は前記の接続ナツト１２である。
第６図に示された実施例では、光ファイバ２の端面目体
については光ファイバの中心軸に対して傾斜させておら
ず、光ファイバ２自体を傾斜させて取付けている。本実
施例では、ハウジング１３に形成されたレセプタクル１
５を予め傾斜して形成し、光ファイバ２をレセプタクル
１５に接続した時、自然に光ファイバ２の端面がレーザ
光の進行方向に対してθだけ傾斜するようになる。従っ
て本実施例でも、前記実施例と同じように光ファイバ２
の端面で生じる反射の方向を外側にずらし、バックトー
ク効果を防止することができる。
については光ファイバの中心軸に対して傾斜させておら
ず、光ファイバ２自体を傾斜させて取付けている。本実
施例では、ハウジング１３に形成されたレセプタクル１
５を予め傾斜して形成し、光ファイバ２をレセプタクル
１５に接続した時、自然に光ファイバ２の端面がレーザ
光の進行方向に対してθだけ傾斜するようになる。従っ
て本実施例でも、前記実施例と同じように光ファイバ２
の端面で生じる反射の方向を外側にずらし、バックトー
ク効果を防止することができる。
以上の説明で明らかなように本発明によれば、光ファイ
バをレーザ光誘導路として利用するレーザ光加工装置お
いて、光ファイバの入射端面を入射するレーザ光の光軸
に対して所定角度傾斜するようにしたため、光ファイバ
端面で反射するレーザ光がレーザ発振器側に戻るのを防
ぎ、バックトーク効果を防止することができる。
バをレーザ光誘導路として利用するレーザ光加工装置お
いて、光ファイバの入射端面を入射するレーザ光の光軸
に対して所定角度傾斜するようにしたため、光ファイバ
端面で反射するレーザ光がレーザ発振器側に戻るのを防
ぎ、バックトーク効果を防止することができる。
第１図はレーザ加工装置の構成図、第２図はレーザ発振
器の出力端部と光ファイバとの接続部の構成図、第３図
は光ファイバ端部のコネクタの構造を示す縦断面図、第
４図及び第５図は光ファイバの端面の形状に関する他の
実施例を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示す構
成図である。 〔符号の説明〕 １・・・・・・レーザ発振器 ２・・・・・・光ファイバ ３・・・・・・コネクタ ５・・・・・・被加工物 ６ ・ ・ ６Ａ ・ ７ ・ ・ ８ ・ ・ １２ ・ １３ ・ １５ ・ レーザ光 レーザ光の光軸（中心軸） 端面 凸レンズ 接続ナツト ハウウジング レセプタクル 第１図
器の出力端部と光ファイバとの接続部の構成図、第３図
は光ファイバ端部のコネクタの構造を示す縦断面図、第
４図及び第５図は光ファイバの端面の形状に関する他の
実施例を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示す構
成図である。 〔符号の説明〕 １・・・・・・レーザ発振器 ２・・・・・・光ファイバ ３・・・・・・コネクタ ５・・・・・・被加工物 ６ ・ ・ ６Ａ ・ ７ ・ ・ ８ ・ ・ １２ ・ １３ ・ １５ ・ レーザ光 レーザ光の光軸（中心軸） 端面 凸レンズ 接続ナツト ハウウジング レセプタクル 第１図
Claims (6)
- （１）レーザ発振器の出力端部に光学的に接続され、前
記レーザ発振器から出力されるレーザ光を導入して、被
加工物まで誘導する光ファイバにおいて、前記出力端部
に臨む光ファイバ端面を前記レーザ光の光軸に対して傾
斜させて形成したことを特徴とするバックトーク効果防
止型光ファイバ。 - （２）請求項１記載のバックトーク効果防止型光ファイ
バにおいて、前記レーザ発振器の出力端部には前記光フ
ァイバ端面の位置を焦点とする凸レンズを備え、この凸
レンズによって前記レーザ光を収束させて前記光ファイ
バに導入し、前記凸レンズの焦点距離をｆ、レーザ光の
ビーム径をＤとしたとき、前記光軸に対して傾斜させた
前記光ファイバ端面の傾斜角θを、 ｔａｎ＾−＾１（Ｄ／ｆ） より大きくしたことを特徴するバックトーク効果防止型
光ファイバ。 - （３）請求項１又は２記載のバックトーク効果防止型光
ファイバにおいて、前記光ファイバ端面を凸型円錐形に
形成して傾斜面を形成したことを特徴とするバックトー
ク効果防止型光ファイバ。 - （４）請求項１又は２記載のバックトーク効果防止型光
ファイバにおいて、前記光ファイバ端面を凹型円錐形に
形成して傾斜面を形成したことを特徴とするバックトー
ク効果防止型光ファイバ。 - （５）レーザ発振器の出力端部に光学的に接続され、前
記レーザ発振器から出力されるレーザ光を導入して、被
加工物まで誘導する光ファイバにおいて、前記出力端部
に臨む光ファイバ端面が、前記出力端部から出力される
前記レーザ光の光軸に対して傾斜するように、光ファイ
バを前記出力端部に取付けたことを特徴とするバックト
ーク効果防止型光ファイバ。 - （６）請求項５記載のバックトーク効果防止型光ファイ
バにおいて、前記レーザ発振器の出力端部には前記光フ
ァイバ端面の位置を焦点とする凸レンズを備え、この凸
レンズによって前記レーザ光を収束させて前記光ファイ
バに導入し、前記凸レンズの焦点距離をｆ、レーザ光の
ビーム径をＤとしたとき、前記光ファイバ端面の傾斜角
θを、ｔａｎ＾−＾１（Ｄ／ｆ） より大きくしたことを特徴するバックトーク効果防止型
光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2187698A JPH0473706A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | バックトーク効果防止型光ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2187698A JPH0473706A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | バックトーク効果防止型光ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473706A true JPH0473706A (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=16210591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2187698A Pending JPH0473706A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | バックトーク効果防止型光ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0473706A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6178039B1 (en) | 1998-02-25 | 2001-01-23 | Nec Corporation | Light source module and an optical amplifier using the same |
| JP2013102019A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Toshiba Corp | 光中継器及びレーザ加工装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164803A (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-22 | Fujitsu Ltd | Coupling method of semiconductor laser and optical fiber |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2187698A patent/JPH0473706A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164803A (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-22 | Fujitsu Ltd | Coupling method of semiconductor laser and optical fiber |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6178039B1 (en) | 1998-02-25 | 2001-01-23 | Nec Corporation | Light source module and an optical amplifier using the same |
| JP2013102019A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Toshiba Corp | 光中継器及びレーザ加工装置 |
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