JPH0668006U - Optical fiber end face protector for high power lasers - Google Patents

Optical fiber end face protector for high power lasers

Info

Publication number
JPH0668006U
JPH0668006U JP005829U JP582993U JPH0668006U JP H0668006 U JPH0668006 U JP H0668006U JP 005829 U JP005829 U JP 005829U JP 582993 U JP582993 U JP 582993U JP H0668006 U JPH0668006 U JP H0668006U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
laser beam
face
protective member
high power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP005829U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
耕三 安田
稔雄 熱田
英毅 尾角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Jukogyo KK
Priority to JP005829U priority Critical patent/JPH0668006U/en
Publication of JPH0668006U publication Critical patent/JPH0668006U/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームの集光位置の変動による光ファ
イバの損焼を防止し、しかもレーザ発振器への反射光の
入射を防止した高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装
置を提供する。 【構成】 コア部11及びクラッド部12を有する光フ
ァイバ10の端面に於いて、少なくともクラッド部12
を覆う保護部材1を設け、レーザビーム照射によるクラ
ッド部12の熱損焼を防止する。保護部材1は4つのセ
グメント1a〜1dによって構成され、各セグメント1
a〜1dには熱電対4a〜4dが設けられている。保護
部材1には開口部5から略円錐状に広がるテーパー面2
を設けて反射光のレーザ発振器への入射を防止する。テ
ーパー面2及び保護部材1と光ファイバ10との接触面
8には高反射膜を形成し、レーザビーム照射による温度
上昇を防止する。
(57) [Abstract] [Purpose] An optical fiber end face protector for high-power lasers that prevents burnout of the optical fiber due to fluctuations in the focus position of the laser beam and prevents reflected light from entering the laser oscillator. provide. [Structure] At least the clad part 12 is provided on the end face of the optical fiber 10 having the core part 11 and the clad part 12.
Is provided to prevent heat loss of the cladding 12 due to laser beam irradiation. The protection member 1 is composed of four segments 1a to 1d, and each segment 1
Thermocouples 4a to 4d are provided on a to 1d. The protective member 1 has a tapered surface 2 extending from the opening 5 in a substantially conical shape.
Is provided to prevent reflected light from entering the laser oscillator. A highly reflective film is formed on the tapered surface 2 and the contact surface 8 between the protective member 1 and the optical fiber 10 to prevent a temperature rise due to laser beam irradiation.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、レーザ加工用の高出力レーザビームを光ファイバに入射させるに際 し、該光ファイバの端面を保護するために使用される端面保護装置に関する。 The present invention relates to an end face protection device used for protecting an end face of an optical fiber when a high power laser beam for laser processing is incident on the optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

レーザ加工用の装置に於いては、レーザ加工用ノズル等にレーザ光を供給する ため、光ファイバが多用されている。このレーザ光供給用の光ファイバに於いて は、エネルギーロスを生じないようにレーザビームをその端面のコア部に正確に 集光させることが必要となる。 In an apparatus for laser processing, an optical fiber is often used to supply laser light to a laser processing nozzle or the like. In the optical fiber for supplying the laser light, it is necessary to accurately focus the laser beam on the core portion of the end face so as not to cause energy loss.

【0003】 しかしながら、レーザビームを長時間使用していると、徐々に光ファイバの集 光位置がコア部から外れてクラッド部にレーザビームが照射されることがある。However, when the laser beam is used for a long time, the light collecting position of the optical fiber may gradually deviate from the core portion and the cladding portion may be irradiated with the laser beam.

【0004】 特にレーザビームの使用開始直後にこの傾向が著しい。このような集光位置の変 動が生じると、加工用のレーザビームのエネルギーは非常に大きいため、光ファ イバの端面には熱による損焼が生じることになる。Particularly, this tendency is remarkable immediately after the start of using the laser beam. When such a change in the focusing position occurs, the energy of the laser beam for processing is very large, and therefore the end face of the optical fiber is burnt by heat.

【0005】 このような損焼を防止するため、従来より以下に示すような種々の工夫が試み られている。即ち、 (1)図5に示すように、コア部51及びクラッド部52を有する光ファイバ 50の端部の周囲を熱伝導性の高い金属部材53で覆うことにより、レーザビー ム照射による熱を放散させて損焼を防止するもの、 (2)クラッド部の外周に熱伝導性の高い表面保護部材をコーティングするこ とにより、光ファイバの温度上昇による損焼を防止するもの(特開昭58−13 9102号公報、特開昭58−138587号公報)、 等が知られている。In order to prevent such burnout, various attempts have been made so far as shown below. That is, (1) As shown in FIG. 5, by covering the periphery of the end of the optical fiber 50 having the core part 51 and the clad part 52 with a metal member 53 having high thermal conductivity, heat generated by laser beam irradiation is dissipated. (2) Preventing burnout due to temperature rise of the optical fiber by coating the surface of the cladding with a surface-protecting member with high thermal conductivity (JP-A-58-58). 13 9102, JP-A-58-138587), and the like are known.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記の(1)の構成では、レーザビームBの集光位置が図5の B’に示すように光軸Xから外れて、入射レーザビームがクラッド部52及び金 属部材53を直接照射する場合には、金属部材53がクラッド部52の熱を放散 させることができなくなり、光ファイバの端面に損焼が生じてしまう。また、図 5の構成では、金属部材53による反射光が再びレーザ発振器に入射し、レーザ 光の特性が変化してしまうという問題点がある。 However, in the above configuration (1), the focus position of the laser beam B deviates from the optical axis X as shown by B ′ in FIG. 5, and the incident laser beam directly irradiates the cladding portion 52 and the metal member 53. In that case, the metal member 53 cannot dissipate the heat of the cladding portion 52, and the end face of the optical fiber is burnt. Further, in the configuration of FIG. 5, there is a problem that the reflected light from the metal member 53 enters the laser oscillator again and the characteristics of the laser light change.

【0007】 また、(2)の構成によれば、光ファイバの端面以外の部分では表面保護部材 の放熱による効果が期待できるが、レーザビームの集光位置の変動によって光フ ァイバの端面に生ずる多量の熱を除去することはできない。Further, according to the configuration of (2), the effect of heat radiation of the surface protection member can be expected in a portion other than the end face of the optical fiber, but it is generated in the end face of the optical fiber due to the variation of the focusing position of the laser beam. Large amounts of heat cannot be removed.

【0008】 本考案は、このような従来の問題点を解決するために為されたものであり、本 考案の目的は、光ファイバの端面に於いて該光ファイバに入射するレーザビーム の集光位置がコア部から外れた場合に、光ファイバの損焼を防止し得て、しかも 反射光がレーザ発振器へ再び入射することのない高出力レーザ用の光ファイバ端 面保護装置を提供することである。The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to condense a laser beam incident on an optical fiber at the end face of the optical fiber. By providing an optical fiber end face protection device for a high-power laser, which can prevent the burning of the optical fiber when the position deviates from the core part, and the reflected light does not re-enter the laser oscillator. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案に係る高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置は、レーザビームを入 射させる光ファイバの端面に於いて少なくともクラッド部を覆う保護部材を備え た高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置であって、前記保護部材は、前記光 ファイバの端面に於ける光軸を中心とし、前記光ファイバのコア部の直径dc に 対してdc ≧do の関係を満たす直径do を有する開口部と、前記光ファイバの 開口数NAにより定まる角度2θ以上の開き角を有すると共に、その表面に高反 射膜を形成した略円錐状のテーパー面とを有することを特徴とする。The optical fiber end face protector for a high power laser according to the present invention is an optical fiber end face protector for a high power laser, which is provided with a protective member that covers at least the clad portion at the end face of the optical fiber that emits the laser beam. The protection member has an opening having a diameter d o centered on the optical axis at the end face of the optical fiber and satisfying a relationship of d c ≧ d o with respect to a diameter d c of the core portion of the optical fiber. And an opening angle of not less than 2θ determined by the numerical aperture NA of the optical fiber, and a substantially conical taper surface having a highly reflective film formed on the surface thereof.

【0010】 また、前記保護部材に於ける前記光ファイバとの接触面に、高反射膜を形成し た構成としてもよい。A high reflection film may be formed on the contact surface of the protective member with the optical fiber.

【0011】 また、前記保護部材は前記光ファイバの周囲に配された複数のセグメントによ り構成され、前記各セグメントには温度センサが設けられている構成を付加して もよい。The protection member may be composed of a plurality of segments arranged around the optical fiber, and a temperature sensor may be provided in each segment.

【0012】 更に、前記保護部材には、冷媒を循環させる冷却管を設けてもよい。Further, the protective member may be provided with a cooling pipe for circulating a refrigerant.

【0013】[0013]

【作用】[Action]

上記の構成よりなる高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置は、レーザ加工 用の高出力のレーザビームを加工用ノズル等へ導く光ファイバの端面に使用する ものである。この端面保護装置は光ファイバの端面を保護する保護部材を有して おり、この保護部材は光ファイバの端面に於いて少なくともクラッド部を覆って いる。即ち、この保護部材は、光ファイバの端面に於ける光軸を中心とする開口 部を有し、この開口部の直径do は、光ファイバのコア部の直径dc に対して、 dc ≧do の関係を満たしている。この構成により、レーザビームの集光位置が変動した場 合に於いても、レーザビームが光ファイバのクラッド部を直接照射することはな いので、光ファイバの熱による損焼を防止することができる。The optical fiber end face protection device for a high power laser having the above structure is used for the end face of an optical fiber for guiding a high power laser beam for laser processing to a processing nozzle or the like. This end face protection device has a protective member for protecting the end face of the optical fiber, and this protective member covers at least the clad portion at the end face of the optical fiber. That is, the protective member has an opening around the at optical axis on the end face of the optical fiber, the diameter d o of the opening portion, the diameter d c of the core portion of the optical fiber, d c The relationship of ≧ d o is satisfied. With this configuration, even if the focus position of the laser beam changes, the laser beam does not directly irradiate the clad part of the optical fiber, and therefore, burnout due to heat of the optical fiber can be prevented. it can.

【0014】 また、保護部材は上述の開口部からレーザビームの光源側に徐々に開いた略円 錐状のテーパー面を有しており、このテーパー面の開き角2αは、光ファイバの 開口数NAにより定まる角度2θ以上となるように設定されている。この構成に より、レーザビームの集光位置が所定の位置から外れた場合にも、保護部材によ る反射光が再びレーザ発振器に入射してレーザ光の特性を変化させることはない 。Further, the protection member has a substantially conical tapered surface that gradually opens from the above-mentioned opening to the light source side of the laser beam, and the opening angle 2α of this tapered surface is the numerical aperture of the optical fiber. The angle is set to be 2θ or more determined by NA. With this configuration, even when the focus position of the laser beam deviates from the predetermined position, the reflected light from the protective member does not enter the laser oscillator again and change the characteristics of the laser light.

【0015】 また、テーパー面の表面には、例えばAu、Ag、Cu、Al、Mo、誘電体 多層膜等からなる高反射膜が形成されている。この構成により、レーザビームの 集光位置が変動しても、テーパー面はこれを直接照射するレーザビームを反射す るので保護部材の温度上昇は小さく、光ファイバに熱損焼は生じない。Further, a highly reflective film made of, for example, Au, Ag, Cu, Al, Mo, a dielectric multilayer film, or the like is formed on the surface of the tapered surface. With this configuration, even if the focus position of the laser beam changes, the tapered surface reflects the laser beam that directly irradiates the laser beam, so that the temperature rise of the protective member is small and heat loss does not occur in the optical fiber.

【0016】 光ファイバに開口数NAにより定まる角度2θより大きな角度でレーザビーム が入射すると、光ファイバの端面に比較的近い部分からレーザビームが漏れ出し てしまうことが知られている。このような漏れ光が生じると、光ファイバの端部 に損焼が生じることになる。この損焼を防止するため、本考案では保護部材と光 ファイバとの接触面に、上記と同様のAu、Ag、Cu、Al、Mo、誘電体多 層膜等からなる高反射膜が形成されている。この構成により、光ファイバの端部 に於ける漏れ光は高反射膜によって反射され、保護部材の温度上昇が防止される 。It is known that when a laser beam enters the optical fiber at an angle larger than the angle 2θ determined by the numerical aperture NA, the laser beam leaks out from a portion relatively close to the end face of the optical fiber. When such leaked light is generated, burnout occurs at the end of the optical fiber. In order to prevent this burning, in the present invention, a highly reflective film made of Au, Ag, Cu, Al, Mo, a dielectric multi-layer film or the like is formed on the contact surface between the protective member and the optical fiber. ing. With this configuration, the light leaked at the end of the optical fiber is reflected by the highly reflective film, and the temperature rise of the protective member is prevented.

【0017】 また、保護部材を光ファイバの周囲に配した複数のセグメントにより構成し、 各セグメントに温度センサを設けることにより、レーザビームの集光位置の変動 方向を検出することができる。即ち、レーザビームの集光位置が光軸上で移動し てレーザビームスポットが大きくなった場合には、全てのセグメントの検出温度 の上昇として検出される。また、レーザビームの集光位置が光軸から外れた場合 には、各セグメントに設けられた温度センサのうちの一部の温度センサのみが温 度上昇を検出する。この場合には、高い温度を検出している温度センサが設けら れているセグメントの方向が、レーザビームの集光位置の移動方向である。Further, by forming the protective member by a plurality of segments arranged around the optical fiber and providing a temperature sensor in each segment, it is possible to detect the variation direction of the condensing position of the laser beam. That is, when the focus position of the laser beam moves on the optical axis and the laser beam spot becomes large, it is detected as an increase in the detection temperature of all the segments. Further, when the focus position of the laser beam deviates from the optical axis, only some of the temperature sensors provided in each segment detect the temperature rise. In this case, the direction of the segment in which the temperature sensor detecting the high temperature is provided is the moving direction of the focus position of the laser beam.

【0018】 更に、冷媒を循環させる冷却管を保護部材に設けた構成では、レーザビームの 集光位置の変動によってレーザビームが保護部材を照射した場合にも保護部材の 温度上昇は抑制されるので、光ファイバの熱損焼は生じない。Further, in the configuration in which the cooling pipe for circulating the refrigerant is provided in the protective member, the temperature rise of the protective member is suppressed even when the laser beam irradiates the protective member due to the variation of the focusing position of the laser beam. The heat loss of the optical fiber does not occur.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

以下、本考案の実施例を図面に基づいてより詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0020】 図1に本考案の第1の実施例に係る高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置 の断面構成を示す。本実施例の端面保護装置は、コア部11及びクラッド部12 を有する光ファイバ10の端部を覆う保護部材1を有している。本実施例の装置 が使用される光ファイバ10には石英が用いられており、保護部材1には熱伝導 性の高いCuが用いられている。また、保護部材1には開口部5が設けられてお り、この開口部5に固定された光ファイバ10の端面10aには、集光レンズ6 を介して集光するレーザビームBが入射している。本実施例では、光ファイバ1 0及びその端面10aの中心、並びに集光レンズ6の中心は、光軸X上に位置し ている。FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an optical fiber end face protection device for a high power laser according to a first embodiment of the present invention. The end face protection device of this embodiment has a protective member 1 that covers the end of an optical fiber 10 having a core part 11 and a clad part 12. Quartz is used for the optical fiber 10 in which the device of this embodiment is used, and Cu having high thermal conductivity is used for the protective member 1. Further, the protective member 1 is provided with an opening 5, and the end face 10a of the optical fiber 10 fixed to the opening 5 is irradiated with the laser beam B condensed through the condenser lens 6. ing. In this embodiment, the center of the optical fiber 10 and its end face 10a and the center of the condenser lens 6 are located on the optical axis X.

【0021】 この保護部材1をレーザビームBの光源側から見た平面図を図2に示す。同図 に示すように、保護部材1は4つのセグメント1a,1b,1c及び1dによっ て構成され、各セグメント1a〜1dの間には低熱伝導性材料であるSUS等の 金属、又はセラミックスからなる分離層7,7…がそれぞれ挟まれている。各分 離層7は、各セグメントを構成する金属材料とそれぞれ接合されている。各セグ メント1a,1b,1c及び1dにはそれぞれ温度測定孔3a,3b,3c及び 3dが設けられ、各温度測定孔3a〜3dには、温度センサとして熱電対4a, 4b,4c及び4dが設けられている。FIG. 2 shows a plan view of the protection member 1 viewed from the light source side of the laser beam B. As shown in the figure, the protection member 1 is composed of four segments 1a, 1b, 1c and 1d. Between each of the segments 1a to 1d, a metal such as SUS which is a low heat conductive material, or ceramics is used. .. are sandwiched in between. Each separation layer 7 is bonded to the metal material forming each segment. Each of the segments 1a, 1b, 1c and 1d is provided with a temperature measuring hole 3a, 3b, 3c and 3d, and each of the temperature measuring holes 3a to 3d is provided with a thermocouple 4a, 4b, 4c and 4d as a temperature sensor. It is provided.

【0022】 また、図2に示すように、保護部材1の中央には開口部5が形成され、この開 口部5の中心は図1に示す光軸Xと一致している。ここで、開口部5の直径do は、光ファイバ10のコア部11の直径をdc とすると、 dc ≧do の関係を満たすように設定されている。即ち、保護部材1は、光ファイバ10の 端面10aに於いて、少なくとも光ファイバ10のクラッド部12を覆い、更に はコア部11の周縁部をも覆っている。Further, as shown in FIG. 2, an opening 5 is formed in the center of the protective member 1, and the center of this opening 5 coincides with the optical axis X shown in FIG. Here, the diameter d o of the opening portion 5, when the diameter of the core portion 11 of optical fiber 10 and d c, is set so as to satisfy the relation d c ≧ d o. That is, the protective member 1 covers at least the clad portion 12 of the optical fiber 10 on the end face 10a of the optical fiber 10 and also covers the peripheral portion of the core portion 11.

【0023】 また、保護部材1は、図1に示すように、開口部5から入射レーザビームBの 側に略円錐状に広がるテーパー面2を有しており、このテーパー面2の開き角2 α、即ち光軸Xを含む平面で保護部材1を切断した断面に於けるテーパー面2の 成す角度は、光ファイバ10の開口数NA(=Sinθ)によって定まる角度2 θ以上となるように設定されている。石英からなる光ファイバ10の場合には、 NA=0.2であり、従って、開き角2αは、 2α≧2θ=23゜ である。Further, as shown in FIG. 1, the protective member 1 has a tapered surface 2 which spreads from the opening 5 to the side of the incident laser beam B in a substantially conical shape, and the opening angle 2 of the tapered surface 2 is increased. α, that is, the angle formed by the tapered surface 2 in the cross section of the protective member 1 cut along a plane including the optical axis X is set to be 2 ° or more determined by the numerical aperture NA (= Sinθ) of the optical fiber 10. Has been done. In the case of the optical fiber 10 made of quartz, NA = 0.2, and therefore the opening angle 2α is 2α ≧ 2θ = 23 °.

【0024】 更に、本実施例では、テーパー面2にAuからなる高反射膜が形成されている 。また、保護部材1と光ファイバ10との接触面8にも、Auからなる高反射膜 が形成されている。Further, in the present embodiment, the highly reflective film made of Au is formed on the tapered surface 2. Further, a highly reflective film made of Au is also formed on the contact surface 8 between the protective member 1 and the optical fiber 10.

【0025】 本実施例の端面保護装置を取り付けた光ファイバ10の端面には、図3に示す ような、中心部で最も光強度の大きいガウス型(つり鐘型)の光エネルギー分布 を有するレーザビームBが入射する。レーザビームBが端面10aと光軸Xとの 交わる位置に集光している場合には、レーザビームBの殆ど全てが光ファイバ1 0に入射する。ところが、レーザビームBの集光位置が光軸X上で移動した場合 や、更に光軸X上から外れた場合には、レーザビームBは保護部材1のテーパー 面2を照射することになる。On the end face of the optical fiber 10 to which the end face protective device of this embodiment is attached, a laser having a Gaussian (bell-bell) optical energy distribution with the highest light intensity at the central portion as shown in FIG. Beam B is incident. When the laser beam B is focused at the position where the end face 10a and the optical axis X intersect, almost all of the laser beam B enters the optical fiber 10. However, when the focus position of the laser beam B moves on the optical axis X, or when it further deviates from the optical axis X, the laser beam B irradiates the tapered surface 2 of the protective member 1.

【0026】 本実施例では保護部材1は光ファイバ10の端面10aに於いて少なくともク ラッド部12を覆っているので、レーザビームBの集光位置が変動してもレーザ ビームBが光ファイバ10のクラッド部12を直接照射することはなく、光ファ イバ10の熱による損焼は生じない。しかも、テーパー面2に施されたAuのコ ーティングがレーザビームを反射するので保護部材1の温度上昇は小さく、保護 部材1の温度上昇による光ファイバ10の熱損焼も生じない。In the present embodiment, since the protection member 1 covers at least the cladding portion 12 on the end face 10 a of the optical fiber 10, the laser beam B causes the laser beam B to change even if the focus position of the laser beam B changes. The cladding portion 12 is not directly irradiated, and the burning of the optical fiber 10 due to heat does not occur. Moreover, since the coating of Au on the tapered surface 2 reflects the laser beam, the temperature rise of the protective member 1 is small, and the heat loss of the optical fiber 10 due to the temperature rise of the protective member 1 does not occur.

【0027】 また、保護部材1は2θ以上の開き角2αを有する略円錐状のテーパー面2を 有しているので、レーザビームBの集光位置が変動した場合にも、テーパー面2 からの反射光が再びレーザ発振器に入射してレーザ光の特性を変化させることは ない。Further, since the protective member 1 has the substantially conical tapered surface 2 having the opening angle 2α of 2θ or more, even when the converging position of the laser beam B is changed, the protective member 1 is removed from the tapered surface 2 1. The reflected light does not enter the laser oscillator again and does not change the characteristics of the laser light.

【0028】 更に、保護部材1の光ファイバ10との接触面8にAuのコーティングを施す ことにより、角度2θより大きな角度で入射するレーザビームに起因する保護部 材1と光ファイバ10との接触面からの漏れ光がある場合にも、この漏れ光によ る保護部材1の温度上昇をが抑制される。Further, by coating the contact surface 8 of the protective member 1 with the optical fiber 10 with Au, the contact between the protective member 1 and the optical fiber 10 caused by the laser beam incident at an angle larger than the angle 2θ. Even if there is light leaking from the surface, the temperature rise of the protective member 1 due to this light leak is suppressed.

【0029】 また、本実施例では保護部材1を構成する各セグメント1a〜1dの温度測定 孔3a〜3dに設けた熱電対4a〜4dにより、レーザビームBの集光位置の変 動を検出することができる。即ち、レーザビームBの集光位置が光軸X上で移動 した場合には端面10a上のスポットが大きくなるので、全ての熱電対4a〜4 dに於いて温度上昇が検出される。また、レーザビームBの集光位置が光軸X上 から外れた場合には、熱電対4a〜4dのうちの一部の熱電対のみが温度上昇を 検出する。この場合には、高い温度を検出している熱電対を設けたセグメントの 方向が、レーザビームBの集光位置の移動方向である。この検出結果をレーザビ ームBを調整する光学系にフィードバックすることにより、常に入射レーザビー ムを適正な状態に保つことができる。Further, in this embodiment, the change of the focusing position of the laser beam B is detected by the thermocouples 4a to 4d provided in the temperature measuring holes 3a to 3d of the respective segments 1a to 1d constituting the protection member 1. be able to. That is, when the focus position of the laser beam B moves on the optical axis X, the spot on the end face 10a becomes large, so that the temperature rise is detected in all the thermocouples 4a to 4d. Further, when the focus position of the laser beam B deviates from the optical axis X, only some of the thermocouples 4a to 4d detect the temperature rise. In this case, the direction of the segment provided with the thermocouple detecting the high temperature is the moving direction of the focus position of the laser beam B. By feeding back the detection result to the optical system for adjusting the laser beam B, the incident laser beam can be always kept in an appropriate state.

【0030】 なお、本実施例では温度センサとして熱電対4a〜4dを用いたが、これらに 代えて温度上昇に伴う弾性波を検出する圧電素子を用いてもよい。Although the thermocouples 4a to 4d are used as the temperature sensors in the present embodiment, piezoelectric elements for detecting elastic waves accompanying temperature rise may be used instead of them.

【0031】 図4に本発明の第2の実施例に係る高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置 の断面構成の概略を示す。本実施例の端面保護装置では、光ファイバ10の端部 を取り付けるためのファイバ取付部23が保護部材21に設けられている。光フ ァイバ10はこのファイバ取付部23の取付穴24にネジ29,29によって固 定されている。また、本実施例では保護部材21は前述の第1の実施例のように 複数のセグメントには分割されておらず、一体として形成されている。そして、 保護部材21には冷媒としての冷却水を循環させる冷却管27が形成されている 。FIG. 4 shows a schematic cross-sectional structure of an optical fiber end face protection device for a high power laser according to a second embodiment of the present invention. In the end face protection device of this embodiment, the protection member 21 is provided with the fiber attachment portion 23 for attaching the end portion of the optical fiber 10. The optical fiber 10 is fixed in the mounting hole 24 of the fiber mounting portion 23 with screws 29, 29. Further, in this embodiment, the protection member 21 is not divided into a plurality of segments as in the first embodiment described above, but is formed integrally. Further, the protection member 21 is formed with a cooling pipe 27 for circulating cooling water as a refrigerant.

【0032】 保護部材21は、集光レンズ28によって集束するレーザビームBの円錐形状 とほぼ同じ開き角を成す集束面26と、集束面26の成す開き角よりも大きな開 き角を有するテーパー面22とを有している。本実施例に於いても、テーパー面 22の開き角2αは、光ファイバ10の開口数NAによって定まる角度2θ以上 となっている。集束面26とテーパー面22とには、Auによるコーティングが 施されている。The protective member 21 includes a focusing surface 26 having an opening angle substantially equal to the conical shape of the laser beam B focused by the focusing lens 28, and a tapered surface having an opening angle larger than the opening angle of the focusing surface 26. 22 and 22. Also in the present embodiment, the opening angle 2α of the tapered surface 22 is equal to or more than the angle 2θ determined by the numerical aperture NA of the optical fiber 10. The focusing surface 26 and the tapered surface 22 are coated with Au.

【0033】 更に、保護部材21の集束面26の中央には、開口部25が形成されている。Further, an opening 25 is formed in the center of the converging surface 26 of the protection member 21.

【0034】 開口部25の中心は光軸Xに一致している。本実施例に於いても、開口部25の 直径do は、光ファイバ10のコア部11の直径dc と、dc ≧do の関係を満 たしている。The center of the opening 25 coincides with the optical axis X. Also in the present embodiment, the diameter d o of the opening 25 satisfies the relationship of d c ≧ d o with the diameter d c of the core portion 11 of the optical fiber 10.

【0035】 本実施例では、レーザビームBの集光位置が変動し、開口部25に入射するこ とができなくなった光は、端面10aに到達する前にテーパー面22によって反 射される。従って、レーザビームBが光ファイバ10のクラッド部12を直接照 射することはなく、光ファイバ10の熱による損焼は生じない。また、冷却管2 7には冷却水が循環しているので、保護部材21のレーザビーム照射による温度 上昇も抑制される。In the present embodiment, the light whose focusing position of the laser beam B has changed and cannot enter the opening 25 is reflected by the tapered surface 22 before reaching the end surface 10a. Therefore, the laser beam B does not directly irradiate the clad portion 12 of the optical fiber 10, and burnout due to heat of the optical fiber 10 does not occur. Further, since the cooling water circulates in the cooling pipe 27, the temperature rise of the protective member 21 due to the laser beam irradiation is suppressed.

【0036】 また、テーパー面22の開き角2αは2θ以上となっているので、レーザビー ムBの集光位置が変動した場合にも、テーパー面2による反射光が再びレーザ発 振器に入射してレーザ光の特性を変化させることはない。Further, since the opening angle 2α of the tapered surface 22 is 2θ or more, even when the focus position of the laser beam B is changed, the reflected light from the tapered surface 2 is incident on the laser oscillator again. It does not change the characteristics of laser light.

【0037】[0037]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案に係る高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置は、光ファイバの端面 に於けるクラッド部が保護部材によって覆われているので、レーザビームの集光 位置が変動してもレーザビームが光ファイバのクラッド部を直接照射することは なく、従って、光ファイバの熱損焼が防止される。 In the optical fiber end face protection device for a high-power laser according to the present invention, the clad part at the end face of the optical fiber is covered with the protective member, so that the laser beam can be emitted even if the focus position of the laser beam fluctuates. It does not directly irradiate the cladding of the fiber, thus preventing thermal loss of the optical fiber.

【0038】 また、保護部材は光ファイバの開口数NAにより定まる角度2θ以上の開き角 を成す略円錐状のテーパー面を有しているので、レーザビームの集光位置が変動 してもこのテーパー面からの反射光によるレーザ光の特性変化は生じない。Further, since the protective member has a substantially conical taper surface having an opening angle of 2θ or more determined by the numerical aperture NA of the optical fiber, this taper is generated even if the converging position of the laser beam changes. The characteristic change of the laser beam due to the reflected light from the surface does not occur.

【0039】 更に、テーパー面の表面には高反射膜が形成され、このテーパー面に直接入射 するレーザビームは反射されるので、保護部材の温度上昇による光ファイバの熱 損焼は生じない。これに加えて、保護部材と光ファイバとの接触面にも高反射膜 を形成することにより、光ファイバの端面近傍からの漏れ光がある場合にも、こ の漏れ光による保護部材の温度上昇を防止することができる。Further, since a highly reflective film is formed on the surface of the tapered surface and the laser beam directly incident on this tapered surface is reflected, heat loss of the optical fiber due to the temperature rise of the protective member does not occur. In addition to this, by forming a high-reflection film on the contact surface between the protective member and the optical fiber, even if there is light leaking from near the end face of the optical fiber, the temperature rise of the protective member due to this light leak. Can be prevented.

【0040】 更に、本考案に係る高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置では、保護部材 は光ファイバの周囲に配した複数のセグメントにより構成され、各セグメントに 設けた温度センサにより、レーザビームの集光位置の変動方向を検出することが できる。この検出結果をレーザビームの光学系にフィードバックすることにより 、安定したレーザビームを提供することが可能となる。Further, in the optical fiber end face protection device for a high power laser according to the present invention, the protection member is composed of a plurality of segments arranged around the optical fiber, and the temperature sensor provided in each segment causes the laser beam It is possible to detect the direction of variation of the focus position. It is possible to provide a stable laser beam by feeding back the detection result to the optical system of the laser beam.

【0041】 更に、保護部材に冷媒を循環させる冷却管を形成した構成では、レーザビーム が保護部材を照射した場合にも保護部材の温度上昇は抑制されるので、光ファイ バの熱損焼を防止することができる。Further, in the structure in which the cooling pipe for circulating the refrigerant is formed in the protective member, the temperature rise of the protective member is suppressed even when the laser beam irradiates the protective member, so that the heat loss of the optical fiber is prevented. Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例に係る高出力レーザ用の光フ
ァイバ端面保護装置の概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an optical fiber end face protection device for a high power laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の端面保護装置に於ける保護部材のレーザ
ビームBの光源側から見た平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a protection member of the end face protection device of FIG. 1 viewed from a light source side of a laser beam B.

【図3】入射レーザビームの光エネルギー分布を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a light energy distribution of an incident laser beam.

【図4】本発明の第2の実施例に係る高出力レーザ用の
光ファイバ端面保護装置の概略構成を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical fiber end face protection device for a high power laser according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来に於ける光ファイバの端面保護を施した光
ファイバの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional optical fiber that is end face protected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21…保護部材 1a〜1d…セグメント 2,22…テーパー面 3a〜3d…温度測定孔 4a〜4d…熱電対 5,25…開口部 8…接触面 10…光ファイバ 10a…端面 11…コア部 12…クラッド部 26…集束面 27…冷却管 1, 21 ... Protecting member 1a-1d ... Segment 2, 22 ... Tapered surface 3a-3d ... Temperature measurement hole 4a-4d ... Thermocouple 5, 25 ... Opening part 8 ... Contact surface 10 ... Optical fiber 10a ... End surface 11 ... Core Part 12 ... Clad part 26 ... Focusing surface 27 ... Cooling pipe

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 レーザビームを入射させる光ファイバの
端面に於いて少なくともクラッド部を覆う保護部材を備
えた高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置であっ
て、前記保護部材は、 前記光ファイバの端面に於ける光軸を中心とし、前記光
ファイバのコア部の直径dc に対してdc ≧do の関係
を満たす直径do を有する開口部と、 前記光ファイバの開口数NAにより定まる角度2θ以上
の開き角を有すると共に、その表面に高反射膜を形成し
た略円錐状のテーパー面とを有することを特徴とする高
出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置。
1. An optical fiber end face protection device for a high-power laser, comprising a protective member for covering at least a clad portion on an end face of an optical fiber on which a laser beam is incident, wherein the protective member is a member of the optical fiber. Determined by an aperture having a diameter d o centering on the optical axis at the end face and satisfying the relationship of d c ≧ d o with respect to the diameter d c of the core of the optical fiber, and the numerical aperture NA of the optical fiber An optical fiber end face protection device for a high power laser, which has an opening angle of 2 ° or more and a substantially conical tapered surface having a highly reflective film formed on the surface thereof.
【請求項2】 前記保護部材に於ける前記光ファイバと
の接触面に、高反射膜を形成したことを特徴とする請求
項1記載の高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置。
2. The optical fiber end face protection device for a high power laser according to claim 1, wherein a high reflection film is formed on a contact surface of the protection member with the optical fiber.
【請求項3】 前記保護部材は、前記光ファイバの周囲
に配された複数のセグメントにより構成され、前記各セ
グメントには温度センサが設けられていることを特徴と
する請求項1又は2記載の高出力レーザ用の光ファイバ
端面保護装置。
3. The protection member is composed of a plurality of segments arranged around the optical fiber, and each segment is provided with a temperature sensor. Optical fiber end face protector for high power lasers.
【請求項4】 前記保護部材には、冷媒を循環させる冷
却管が設けられていることを特徴とする請求項1又は2
記載の高出力レーザ用の光ファイバ端面保護装置。
4. A cooling pipe for circulating a refrigerant is provided in the protection member.
An optical fiber end face protector for the high power laser described.
JP005829U 1993-02-22 1993-02-22 Optical fiber end face protector for high power lasers Pending JPH0668006U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP005829U JPH0668006U (en) 1993-02-22 1993-02-22 Optical fiber end face protector for high power lasers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP005829U JPH0668006U (en) 1993-02-22 1993-02-22 Optical fiber end face protector for high power lasers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0668006U true JPH0668006U (en) 1994-09-22

Family

ID=11621942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP005829U Pending JPH0668006U (en) 1993-02-22 1993-02-22 Optical fiber end face protector for high power lasers

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0668006U (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003241030A (en) * 2002-02-15 2003-08-27 Mitsubishi Electric Corp Fiber transfer optical system and solid-state laser beam machining device using the system
WO2014192944A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 古河電気工業株式会社 Semiconductor laser module
CN115846856A (en) * 2022-12-29 2023-03-28 湖南大科激光有限公司 Laser processing system of anti returning light

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003241030A (en) * 2002-02-15 2003-08-27 Mitsubishi Electric Corp Fiber transfer optical system and solid-state laser beam machining device using the system
WO2014192944A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-04 古河電気工業株式会社 Semiconductor laser module
JPWO2014192944A1 (en) * 2013-05-30 2017-02-23 古河電気工業株式会社 Semiconductor laser module
US9692205B2 (en) 2013-05-30 2017-06-27 Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser module
CN115846856A (en) * 2022-12-29 2023-03-28 湖南大科激光有限公司 Laser processing system of anti returning light

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4575181A (en) Optical fiber assembly with cladding light scattering means
EP1096285B1 (en) Method of protecting an optical fibre assembly from radiation
JP4347688B2 (en) Fiber optic equipment
US4556875A (en) Irradiated power monitoring system for optical fiber
US6526089B1 (en) Laser marker and method of light spot adjustment therefor
US20200025608A1 (en) Beam Power Measurement with Widening
US4713537A (en) Method and apparatus for the fine position adjustment of a laser beam
CN108957929B (en) Laser light source and laser projector
JPS6330191A (en) Method and device for monitoring machining by laser
KR970002935A (en) Optical pickup and optical deflection cover
JP6841605B2 (en) Optical devices and laser devices
JPH0792348A (en) Device for making laser beam incident on optical fiber
JPH0668006U (en) Optical fiber end face protector for high power lasers
JP6730856B2 (en) Optical device and laser device
KR100670219B1 (en) Optical scanning device
US5668823A (en) Injection laser assembly incorporating a monitor photosensor
JP2001208924A (en) Optical fiber
JP2018004834A (en) Optical device and laser apparatus
JP2001025889A (en) Emitting device for laser beam
JP2004151667A (en) Optical fiber for laser machining, and laser beam transmission device
JPH0255157B2 (en)
US7800013B2 (en) Laser device and laser system using same
US4686684A (en) Buried laser mirror with a multicomponent reflective interlayer
JPH08111551A (en) Aperture for laser and laser oscillator using it
JPH0350489Y2 (en)