JPH05224082A - レーザ光合成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の光ファイバを用いて伝送されたレーザ
光を１本のコア径の大きな光ファイバに効率よく結合さ
せ、もって、小型で、かつ大出力複合レーザ加工を可能
とする。 【構成】 ２本の第一の光ファイバ１、１と、径の大な
る１本の光ファイバ６とが配設されている。両光ファイ
バ間には、第一の光ファイバ１、１からのレーザ光を平
行光とする偏角プリズム３、凸レンズ４と平行光を集束
する集束レンズ５が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の光ファイバ
による伝送に関し、特に、光出力レーザのパワー伝送に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバのコア内を伝送するレーザ光
の光ファイバ伝送においては、伝送できるレーザ出力の
大きさは、光ファイバのコア径の大きさに依存して制約
を受ける。このため、この種の大出力レーザ光を必要と
するレーザ加工においては、一般に、図３に示すよう
に、複数本の第一の光ファイバ１、１を伝送されたレー
ザ光をそれぞれの出射用レンズ７を２個用いて、同一ワ
ーク８に照射していた。

【０００３】また、第２の例として、図４に示すよう
に、複数本の第一の光ファイバ１、１から出射されたレ
ーザ光を一対の出射レンズ３、５を用いて、ワーク８に
集光照射していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１の例にお
いては、出射用レンズが複数となるため、出射レンズ系
の形状が大きくなるという欠点がある。さらに、同一ワ
ークに集光するとき、２個の出射用レンズが相互干渉
し、斜め照射になるため、集光径が大きくなると共に、
加工装置が複雑になる欠点がある。また、第２の例にお
いては、複数の光ファイバから出射するレーザ光を１個
の出射用レンズで集光するので、上記第１の例の欠点を
補うことができるが、一方の出射用レンズ３によって結
合されたレーザ光が平行光とならないため、結合された
レーザ光の集光点が一致せず、このため、集光径が大き
くなるという欠点がある。さらには、出射用レンズの径
が大きくなるという欠点もある。

【０００５】したがって、本発明は、上述した従来の欠
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、複数の光ファイバを用いて伝送されたレーザ光を１
本のコア径の大きな光ファイバに効率よく結合させ、も
って、小型で、かつ大出力複合レーザ加工ができるレー
ザ光合成器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係るレーザ光合成器は、レーザ光を出射す
る複数本の第一の光ファイバと、これら複数の第一の光
ファイバからのレーザ光のそれぞれを平行光とし一つの
光に結合する一対のプリズムおよび凸レンズと、この平
行光を集束する１個の集束用凸レンズと、集束されたレ
ーザ光が入射する１本の第二の光ファイバとから構成さ
れるものである。また、本発明に係るレーザ光合成器
は、レーザ光を出射する複数本の第一の光ファイバと、
これら第一の光ファイバからのレーザ光のそれぞれを平
行光とし一つの光に結合する凸レンズを合成した合成レ
ンズと、この平行光を集束する集束用凸レンズと、集束
されたレーザ光を入射する１本の第二の光ファイバとか
ら構成されるものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、複数本の第一の光ファイバ
からのそれぞれのレーザ光を一本の光ファイバに結合し
たので、大出力のレーザ光が得られる。また、第一の光
ファイバからの出射光は、一旦平行光となるので、第二
の光ファイバに入射する際、集光径が小さくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明に係るレーザ光合成器を用いた光フ
ァイバ系の構成図である。本発明の特徴とするところ
は、２本の第一の光ファイバ１、１とコア径が大なる１
本の第二の光ファイバ６とを配設し、これら両光ファイ
バの間に、第一の光ファイバ１、１から出射された光フ
ァイバを平行光とする偏角プリズム３および凸レンズ４
と、平行光を集束する集光用の凸レンズ５とが、配設さ
れている点にある。

【０００９】このように構成されたレーザ光合成器にお
いて、２本の第一の光ファイバ１、１から出射したそれ
ぞれのレーザ光は、偏角プリズム３および凸レンズ４に
おいて、平行光として一つの光に結合し、凸レンズ５に
よって集光され、第二の光ファイバ６に入射し、第２の
光ファイバ６内を伝送されて、出射レンズ７によって、
再び集光されて、大きな出力レーザ光となって、ワーク
８に照射される。また、出射用レンズ７は、小さく形成
できるので、このレーザ光合成器を使用した加工装置を
小型で、かつ簡易とすることができる。

【００１０】この場合、偏角プリズム３および凸レンズ
４によって、レーザ光は平行となるので、凸レンズ５に
よって集光される光は、集光点が一致し、集光径が小さ
くなり、レーザ光の漏洩がなく、第二の光ファイバ６へ
効率よく入射する。なお、本実施例では、偏角プリズム
３によって、２本の光ファイバ１、１からの光を一つの
光に結合したが、３本以上の光ファイバからの光を結合
する場合には、屋根型プリズムを使用することにより、
一つの光に結合させることが可能である。

【００１１】図２は、本発明のレーザ光合成器の第２の
実施例を用いた光ファイバ系の構成図である。この第２
の実施例においては、２本の第一の光ファイバ１、１と
集光用レンズ５との間に、第一の光ファイバ１、１から
のレーザ光のそれぞれを平行光とし一つの光に結合する
凸レンズを合成した合成レンズ９が配設されている。

【００１２】このような構成とすることにより、２本の
第一の光ファイバ１、１からのレーザ光のそれぞれは、
合成レンズ９で平行光に変換され、集光レンズ５によっ
て第二の光ファイバ６に集光される。なお、この第２の
実施例においても、第一の光ファイバ１の本数に合わせ
て合成レンズ９の凸レンズの数を増やして合成レンズ９
を形成することにより、３本以上の光ファイバ１に対応
可能である。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数本の光ファイバで伝送されたレーザ光を合成して、よ
り大きなコア径の光ファイバに結合してレーザ光を伝送
するので、径の大なる１本の光ファイバで大出力レーザ
光を伝送できると共に、出射レンズを小さくでき、この
ため、加工装置を小型にすることができると共に、加工
装置の構成の構築に、より自由度が増すといった効果が
ある。しかも、第一の光ファイバからのレーザ光を一旦
平行光とするので、第二の光ファイバへ入射させるレー
ザ光を小さな集光径とすることができ、このため、レー
ザ光を漏洩なく第二の光ファイバに入射させることがで
きて、大出力レーザ光を効率のよく伝送できる効果もあ
る。また、複数本の光ファイバにそれぞれ連続発信レー
ザ光とパルスレーザ発信光を伝送することにより入熱を
精密に制御するレーザ加工を実現可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ光合成器を用いた光ファイ
バ系の構成図である。

【図２】本発明に係るレーザ光合成器の第２の実施例を
用いた光ファイバ系の構成図である。

【図３】従来のレーザ光合成器を用いた光ファイバ系の
構成図である。

【図４】従来のレーザ光合成器の第２の例を用いた光フ
ァイバ系の構成図である。

【符号の説明】

１ 第一の光ファイバ ３ 偏角プリズム ４ 凸レンズ ５ 集光レンズ ６ 第二の光ファイバ ７ 出射用レンズ ８ ワーク ９ 合成レンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出射する複数本の第一の光フ
   ァイバと、これら複数の第一の光ファイバからのレーザ
   光のそれぞれを平行光とし一つの光に結合する一対のプ
   リズムおよび凸レンズと、この平行光を集束する１個の
   集束用凸レンズと、集束されたレーザ光が入射する１本
   の第二の光ファイバとから構成されることを特徴とする
   レーザ光合成器。
2. 【請求項２】 レーザ光を出射する複数本の第一の光フ
   ァイバと、これら第一の光ファイバからのレーザ光のそ
   れぞれを平行光とし一つの光に結合する凸レンズを合成
   した合成レンズと、この平行光を集束する集束用凸レン
   ズと、集束されたレーザ光を入射する１本の第二の光フ
   ァイバとから構成されることを特徴とするレーザ光合成
   器。