JPH07266067A

JPH07266067A - レーザ伝送用光ファイバー装置

Info

Publication number: JPH07266067A
Application number: JP6059184A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tanaka; 久雄田中; Noriyuki Uchida; 則行内田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-10-17
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: JP3208982B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】光ファイバーでパワーレーザ光を伝送して金
属の切断・溶接を行うレーザ加工機の光ファイバーの断
線などのトラブルを検出してレーザ光を遮断する。【構成】（ａ）光ファイバーの断線部の被覆が燃焼す
る可視光を検出して断線を検知し、レーザを遮断する方
式において光ファイバー出射端と被加工物との間に可視
光を反射し、レーザ光は透過する可視光選択反射フィル
タ１５を設置した。（ｂ）可視光選択反射フィルタは高屈折率体と低屈折率
体とを交互に蒸着して構成されるものである。（ｃ）光ファイバー６にエナメル被覆より線を螺旋状に
巻き付け、ヨリ線間に電圧を印加し、絶縁抵抗変化によ
り断線を検出し、その信号に基づいてレーザ光を遮断し
た。（ｄ）光ファイバー全体を絶縁板はさみこみ金属箔で覆
い、金属箔間に電圧を印加し、絶縁抵抗変化により、断
線を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工機に使用さ
れるレーザ伝送用光ファイバー装置に係わり、特に光フ
ァイバーが断線した場合に断線を検出し、レーザ光を遮
断する装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば実開昭５８−１４９７０３
号公報に示された従来のレーザ伝送用光ファイバー装置
の構成図である。図において、１はＮｄ：ＹＡＧレー
ザ、ＣＯ₂ レーザなどのパワーレーザ光源であって前記
レーザ光源１から出射されたパワーレーザ光２は、光路
中に介在するシャッター機構３を経てミラー４を通過
し、集光レンズ５によって光ファイバー６の入射端面に
集光される。尚、上記ミラー４は不可視光は通過させ、
可視光は反射するミラーであり、したがってＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザ、ＣＯ₂ レーザなどのパワーレーザ光は通過す
る。９は光ファイバー６の入射端から出射した可視光７
を集光レンズ５、ミラー４およびフィルタ８を介して受
光する検出器（例えばフォトトランジスタやフォトダイ
オード等）である。前記検出器９は増幅器１０の入力端
に接続され、前記増幅器１０の出力端は、抵抗１１ａを
介して比較器１２の一方の入力端に接続されている。前
記抵抗１１ａと比較器１２の間には一方をグランドに接
続した抵抗１１ｂの他方が接続されている。尚、前記フ
ィルター８は、パワーレーザ光２の迷光を遮断し、可視
光７は通過させる。また前記比較器１２の他方の入力端
には、基準電圧を発生する基準値回路１３が接続されて
いる。前記比較器１２の出力端はシャッター駆動回路１
４に接続されており、前記シャッター駆動回路１４は比
較器１２からの出力信号により動作し、パワーレーザ光
２の光路中に介在するシャッター機構３を閉じてパワー
レーザ光２の照射を遮断する。

【０００３】次に動作について説明する。今、光ファイ
バー６の中途部が折れたり、光ファイバー６の入射端面
あるいは出射端面が破損したりしているのに気づかず、
パワーレーザ光２を照射すると前記欠陥箇所において、
パワーレーザ光２の散乱や反射が生じ、前記欠陥箇所の
光ファイバー６のポリマー系の被覆材６ａが燃焼して発
光し、前記発光した可視光（以下第２次光７という）が
光ファイバー６の入射端面から逆に出射する。出射した
第２次光７は、集光レンズ５を通ってミラー４で反射
し、フィルター８を通って、受光検出器９に受光され
る。前記受光検出器９は第２次光７の出力を電気信号に
変えて増幅器１０に送り、増幅器１０によって増幅され
た第２次光７の電気信号は抵抗１１ａ，１１ｂの分圧比
で比較器１２に入力される。比較器１２に入力された第
２次光７の電圧は、基準値回路１３からの設定レベルの
基準電圧と比較され、第２次光７の電圧が基準電圧のレ
ベルに達すると比較器１２の出力端から電気信号がシャ
ッター駆動回路１４に送られ、シャッター駆動回路１４
が動作してシャッター機構３を閉じてパワーレーザ光２
の照射を遮断する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ伝送用光
ファイバー装置は以上のように構成されているので光フ
ァイバー出射端からのパワーレーザ光を加工レンズで集
光し、被加工物（金属）を切断・溶接した場合には加工
部が発光し、発光した可視光（以下もどり光という）が
パワーレーザ光が出射した光路を逆戻りし、すなわち加
工レンズ、光ファイバー出射端、光ファイバー６、光フ
ァイバー入射端、集光レンズ５、ミラー４を経て受光検
出器９に受光される。このため、可視光である第２次光
を検出する従来の方式では被加工物が発光して、逆戻り
して受光検出器９で受光した可視光と光ファイバーの欠
陥により受光した可視光を判別できないため、光ファイ
バーのトラブルが検出できない問題点があった。

【０００５】また第２次光以外として光ファイバーの外
周に鉛や半田などの可溶断導電体を巻き付けたり（特開
昭５８−１３０３０１号公報）あるいは光ファイバー表
面に導電性塗料を所要幅被覆したり（特開昭６０−１３
９２４１号公報）して光ファイバーが断線したときに破
断点から散乱・漏洩したレーザ光の光エネルギーによる
熱作用で焼ききられて断線するのを電気的に検出し、レ
ーザ光の発振が停止されていた。ところで、可溶断導電
体や導電性塗料は、レーザ光が散乱・漏洩した際に速や
かに溶断させる関係上厚みが薄く（例えば２５μｍ）、
かつ材料が前者では鉛・半田など、後者では金属粉を含
んでいるとはいえ塗料なので電気抵抗が高い。このため
断線検出に際しては大電流を流すと自己発熱で溶断する
ため極微小電流にて検知しなければならず断線検出回路
が複雑になる。さらに光ファイバーが長くなると断線検
出がきわめて難しくなる。

【０００６】また可溶導電体を用いた場合、断線検出も
れをなくするためには可溶断導電体を光ファイバー上に
隙間なく巻く必要がある。従って、可溶導電体が長くな
り、電気抵抗が高くなるので断線検出がますます困難に
なる。

【０００７】この発明は前記のような問題を解決するた
めになされたものでパワーレーザ光で金属を切断・溶接
する際、光ファイバー断線等のトラブルを検出してパワ
ーレーザ光を遮断することができるレーザ伝送用光ファ
イバー装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるレーザ
伝送用光ファイバー装置は、レーザ光を光ファイバーで
伝送し、被加工物にレーザ光を照射し、加工する光学系
と、前記光ファイバーのレーザ光の伝送路に障害が発生
したときに、前記光ファイバーから出射された可視光を
検出し、検出された可視光が所定のレベルに達した場合
にレーザ光を遮断する手段を有するレーザ伝送用光ファ
イバー装置において、レーザ光は透過し、被加工物が加
工時に発する可視光を反射する可視光選択反射手段を光
ファイバーのレーザ光出射端と被加工物との間に設けた
ものである。

【０００９】また、前記可視光選択反射手段は、光学ガ
ラスに高光屈折率体の薄膜を形成し、低光屈折率体と高
光屈折率体の薄膜を交互に積層し、最外側に高光屈折率
体の薄膜を形成して構成され、各々の薄膜の光屈折率と
膜圧の積が光学ガラスに接する高光屈折率体と最外側に
形成された高光屈折率体の薄膜において、前記被加工物
が加工時に発する可視光の波長の８分の１であり、残り
の薄膜において、前記可視光の波長の４分の１であるも
のである。

【００１０】また、前記可視光選択反射手段は、光学ガ
ラスに高光屈折率体の薄膜を形成し、低光屈折率体と高
光屈折率体の薄膜を交互に積層し、最外側に高光屈折率
体の薄膜を形成して構成され、低光屈折率体と高光屈折
率体の屈折率の差が２．９０〜４．１６の範囲にあり、
薄膜の総積層数が１９〜４０の範囲であるものである。

【００１１】また、レーザ光を光ファイバーで伝送し、
被加工物にレーザ光を照射し、加工するレーザ加工機に
おいて、前記光ファイバーにレーザ光が外部に放散しな
いように保護膜が被覆され、前記保護膜の表面に二本の
絶縁被覆導体を隣接して配置し、前記絶縁被覆導体間に
電圧を印加し、前記絶縁被覆導体間の抵抗変化を検出
し、抵抗が所定のレベルに達した場合にレーザ光を遮断
する手段を備えたものである。

【００１２】また、レーザ光を光ファイバーで伝送し、
被加工物にレーザ光を照射し、加工するレーザ加工機に
おいて、レーザ光が外部に放散しないように保護膜が被
覆され、レーザ光が伝送される光ファイバーの表面全周
を金属箔の間に絶縁板を介在させたシートで覆い、前記
金属箔間に電圧を印加し、前記金属箔間の抵抗変化を検
出し、抵抗が所定のレベルに達した場合にレーザ光を遮
断する手段を備えたものである。

【００１３】また、前記金属箔のうち光ファイバー側に
位置する金属箔の光ファイバー側表面にレーザ光を吸収
するレーザ光反射防止部材を形成したものである。

【００１４】

【作用】この発明におけるレーザ伝送用光ファイバー装
置は、レーザ光を光ファイバーで伝送し、被加工物を切
断・溶接する光学系と前記光ファイバーの入射端から出
射された可視光としての第２次光を検出し、検出された
第２次光が所定のレベルに達した場合にレーザ光を遮断
する装置においてレーザ光はほぼ１００％透過し、切断
・溶接部からの可視領域のもどり光を反射する可視光選
択反射手段を光ファイバー出射端と被加工物との間に設
置したものでもどり光の影響を受けず確実に光ファイバ
ーの断線を検出する。

【００１５】また、光学ガラスの表面に光屈折率と膜厚
の積がλ／８，λ／４，λ／４・・・λ／４，λ／４，
λ／８になるように、高光屈折率体と低光屈折率体の薄
膜を交互に積層し、被加工物が発する可視光領域の光を
選択的に反射する。

【００１６】また、被加工物の切断・溶接部からの可視
領域のもどり光をカットするのに光学ガラスに高屈折率
の薄膜と低屈折率の薄膜を交互に形成したもので両者の
屈折率の差が２．６６〜４．１６の範囲で、前記薄膜の
総積層数が１９〜４０の範囲としたのでもどり光をカッ
トでき高精度で光ファイバーの断線を検出する。

【００１７】また、レーザ光を光ファイバーで伝送し、
被加工物を切断・溶接するレーザ加工機において、ゴム
またはプラスチック等によりレーザ光が伝送される光フ
ァイバーを被覆した表面に二本の隣接する絶縁被覆導体
を配置し、前記絶縁被覆導体間に電圧を印加し、前記絶
縁被覆導体間の抵抗変化を検出することにより、光ファ
イバーの断線を検出し抵抗が所定のレベルに達した場合
にレーザ光を遮断する。

【００１８】また、レーザ光を光ファイバーで伝送し、
被加工物を切断・溶接するレーザ加工機において、ゴム
またはプラスチック等によりレーザ光が伝送される光フ
ァイバーを被覆した表面全周を金属箔の間に絶縁板を介
在させたシートで覆い、前記金属箔の間に電圧を印加
し、前記金属箔間の抵抗変化を検出し、抵抗が所定のレ
ベルに達した場合にレーザ光を遮断する手段を備えたの
で、もどり光の有無に係わらず、かつ長い光ファイバー
でも高精度で光ファイバーの断線を検出する。

【００１９】また、前記金属箔の間に絶縁板を介在させ
たシートにおいて、金属箔のうち、光ファイバー側に位
置する金属箔の光ファイバー側表面に反射防止部材を設
けたので、レーザ光を確実に吸収する。

【００２０】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の実施例１によるレーザ伝送用
光ファイバー装置を示す構成図である。１〜１４は従来
の場合と同一のものであり、説明を省略する。１５は可
視光は反射し、パワーレーザ光はほぼ１００％透過する
可視光選択反射手段で光ファイバー出射端と加工レンズ
１６との間に配置されている。１７は被加工物で薄鋼板
やアルミニウム薄板等である。

【００２１】光ファイバー６の出射端からでたパワーレ
ーザ光２は加工レンズ１６で集光され被加工物１７に照
射され切断・溶接加工が行われる。加工時には加工部か
らパワーレーザ光の反射光や金属が溶融・蒸発したとき
の光が発生する。金属が溶融・蒸発したときに発生する
光には可視光領域の光１８（以下もどり光とする）が多
く含まれている。このもどり光１８は加工部周辺へ放射
されるだけでなく、パワーレーザ光２が被加工物１７に
照射された光路を逆戻りする。すなわち加工レンズ１６
を経て光ファイバー６の向きにもどり光１８が進む。し
かし、加工レンズ１６と光ファイバー出射端との間には
可視光選択反射手段１５は設置してあるのでもどり光１
８がカットされる。以上のようにしてもどり光１８が光
ファイバー６内に戻ってこないようにしたので光ファイ
バー６のトラブルを検出する。

【００２２】すなわち光ファイバー６の中途部が折れた
り、ファイバー６の入射端面あるいは出射端面にゴミな
どが付着している場合にパワーレーザ光２が照射される
と前記のような異常箇所において、パワーレーザ光２の
散乱や反射が生じ、異常箇所のゴミ等やファイバー６の
ポリマー系の被覆材６ａが燃焼して発光し、前記発光し
た可視光である第２次光７がファイバー６の入射端面か
ら逆に出射する。出射した第２次光７は、集光レンズ５
を通ってミラー４で反射し、フィルター８を通って、可
視光を検出する受光検出器９に受光される。可視光検出
器９は第２次光７の出力を電気信号に変えて増幅器１０
に送り、増幅器１０によって増幅された第２次光７の電
気信号は抵抗１１ａ，１１ｂの分圧比で比較器１２に入
力される。比較器１２に入力された第２次光７の電圧
は、基準値回路１３からの設定レベルの基準電圧と比較
され、第２次光７の電圧が基準電圧のレベルに達すると
比較器１２の出力端から電気信号がシャッター駆動回路
１４に送られ、シャッター駆動回路１４が動作してシャ
ッター機構３を閉じてパワーレーザ光２の照射を遮断す
る。以上のように、光ファイバーに光伝送上の事故が発
生した場合に速やかに事故を検出し、パワーレーザ光２
の照射を遮断することができるとともに、パワーレーザ
光２の放散を防止することができる。

【００２３】本実施例１では、可視光は反射し、パワー
レーザ光はほぼ１００％透過する可視光選択反射手段１
５を光ファイバー出射端と加工レンズ１６との間に配置
したがこの位置は光ファイバー出射端と被加工物１７と
の間であればいずれの位置でもよい。また、可視光選択
反射フィルタを挿入する代わりに加工レンズ１６の少な
くとも片面に可視光は反射し、パワーレーザ光はほぼ１
００％透過するコーティングを施しても同様の効果が得
られる。

【００２４】実施例２．図２は本発明の実施例による可
視光選択反射手段１５の構成図である。図において、２
０は光学ガラス、２１は可視光選択反射手段２２の反対
面に形成されたパワーレーザ光２がほぼ１００％透過す
る反射防止膜、２２は光学ガラス２０の片面に形成され
た可視光選択反射手段である。また、２２ａは高屈折率
体、２２ｂは低屈折率体である。

【００２５】反射防止や可視光選択反射の特性は、光学
ガラス２０に適切な屈折率の物質を必要な厚さ蒸着等に
より形成して光学ガラス２０と空気との違いを緩和した
り強調したりして得られる。適切な屈折率と適切な厚さ
は、光の位相条件と振幅条件とから計算で求めることが
できる。

【００２６】ＹＡＧレーザ（波長λ＝１０６４ｎｍ）と
光ファイバーとを用いて図１の構成で金属を切断・溶接
する場合に光ファイバーの断線を断線部からの可視光
（第２次光７）を検出する方式では、もどり光１８（可
視光領域（波長λ＝４００ｎｍ〜８００ｎｍ）の光）を
カットするフィルタが必要である。可視光領域の光を選
択的に反射する光学特性を持つ薄膜構成の一つに光学ガ
ラス表面に屈折率（ｎ）と膜厚（ｄ）との積ｎ・ｄの値
が各々λ／８，λ／４，λ／４・・・λ／４，λ／４，
λ／８になるように図２のように高屈折率体２２ａと低
屈折率体２２ｂとを交互に形成すればよい。

【００２７】前記薄膜構成の詳細を以下に記す。図２で
例えば光学ガラス２０に接する高屈折率体の膜厚（ｄ
ｈ）は（λ／８）／ｎｈとなる。ここでλは、例えば６
００ｎｍ，ｎｈは高屈折率体２２ａの屈折率である。そ
の上の低屈折率体２２ｂの膜厚（ｄＬ）は（λ／４）／
ｎＬとなる。ここでλ＝６００ｎｍ，ｎＬは低屈折率体
２２ｂの屈折率である。さらにその上の高屈折率体の膜
厚（ｄＨ）は（λ／４）／ｎＨとなる。ここでλ＝６０
０ｎｍ，ｎＨは高屈折率体２２ａの屈折率である。以下
低屈折率体２２ｂの膜（膜厚ｄＬ）と高屈折率体２２ａ
の膜（膜厚ｄＨ）が繰り返し、最後に高屈折率体２２ａ
の膜（膜厚ｄｈ）を形成する。

【００２８】以上の膜構成で光学特性として可視光領域
において透過率がゼロになる割合が９０％以上であっ
て、ＹＡＧレーザ光が９９％以上透過する薄膜物質であ
る高屈折率体２２ａと低屈折率体２２ｂの屈折率の差
（以下屈折率の差とする）とその層数について、図３は
低屈折率体２２ｂ（ＮａＦ；フッ化ナトリウム、屈折率
ｎ＝１．３４）を固定し、高屈折率体２２ａを変化させ
た時の可視光領域が透過率ゼロ％となる割合（以下可視
光領域の割合とする）と、パワーレーザ光の透過率（以
下レーザ透過率とする）を示したものである。図のよう
に屈折率の差が大きくなると可視光領域の割合が増大す
る。この関係の一例を分光特性（波長−透過率の関係）
で示したのが図４である。また、層数が増すとレーザ透
過率が増加する。この関係の一例を分光特性で示したの
が図５である。以上により、可視光領域が９０％で、レ
ーザ透過率が９９％以上の光学特性を基準にして、図３
より屈折率の差と薄膜層数の条件を設定する。従って、
１９層では屈折率の差は２．９（図３中の（ａ）点）〜
３．７５（図３中の（ｂ）点）であり、２１層では屈折
率の差は３．２（図３中の（ｃ）点）以上である。

【００２９】可視光選択反射手段の蒸着膜を構成する蒸
着材料として現存する物質の内、屈折率の最も小さい物
がＮａＦ（フッ化ナトリウム、屈折率ｎ＝１．３４）屈
折率の最も大きい物が（ＰｂＴｅ（テルル化鉛、屈折率
ｎ＝５．５０）である。従って屈折率の差の最大は、本
実施例と同じ４．１６である。この可視光選択反射手段
１５を用いると図４の屈折率差４．１６のグラフのよう
にＹＡＧレーザ光は９９％以上透過し、可視光（波長４
００ｎｍ〜８００ｎｍ）は１００％反射し、遮断する。
従って、屈折率差が２．９〜４．１６の蒸着膜構成が適
している。また、層数は最低１９層以上であり、コスト
的に４０層程度が最高限度になる。以上により、レーザ
光を効率よく透過し、もどり光を確実に反射することが
できるとともに安価に可視光選択反射手段１５を製造す
ることができる。

【００３０】実施例３．図６は本発明の実施例３による
レーザ伝送用光ファイバー装置を示す構成図である。符
号１〜３，５〜６，１０，１２〜１４は従来の場合と同
一または相当品である。また、符号１６〜１７は実施例
１の場合と同一または相当品である。パワーレーザ光２
が伝送される光ファイバー６は例えば、プラスチック
（ナイロン）６ａで被覆されている。前記被覆表面に
は、二本のより合わされたエナメル被覆銅線（以下より
線とする）３０が螺旋状に巻いてある。光ファイバー６
の片端から取りだした二本のより線の両端はリード線３
１に接続されている。尚、二本のより線のもう一方は結
線されずに開放状態にある。リード線３１の途中に電圧
回路３２が配置してあり二本のより線間に電圧が印加さ
れている。同じくリード線３１の途中に抵抗と電圧計か
ら構成される断線検出回路３３が配置してある。断線検
出回路３３は増幅器１０の入力端に接続され、増幅器１
０の出力端は比較器１２の一方の入力端に接続されてい
る。前記比較器１２の他方の入力端には、基準電圧を発
生する基準値回路１３が接続されている。前記比較器１
２の出力端はシャッター駆動回路１４に接続されてお
り、シャッター駆動回路１４は比較器１２からの出力信
号により動作し、パワーレーザ光２の光路中に介在する
シャッター機構３を閉じてパワーレーザ光２の照射を遮
断する。

【００３１】次に動作について説明する。光ファイバー
６の中途部が折れ、パワーレーザ光が照射されるとその
断線箇所において、パワーレーザ光２の散乱や反射が生
じ、光ファイバー被覆表面に巻き付けてあるより線３０
のエナメル被覆が溶融・炭化し銅線が短絡し、前記より
線３０の短絡により電流が流れ、断線検出回路３３に電
圧が発生する。この電圧が基準値回路３０から発生され
る電圧よりも高くなるとシャッター駆動回路１４が動作
し、シャッター機構３を閉じパワーレーザ光の照射を遮
断する。

【００３２】本実施例では、絶縁被覆導体としてエナメ
ル被覆銅線を用いたが被覆材料はナイロンなど容易に炭
化しやすいもの、また導体はアルミニウムなど電気抵抗
の小さいものを使用することができる。また導体の隣接
方法はより線ではなく平行にしたものでもよい。また、
絶縁被覆導線は光ファイバーに螺旋状に巻いているか、
要は、光ファイバーの断線を検出できる程度に光ファイ
バーに対して絶縁被覆導線が均一に配置されておれば同
様の効果がある。

【００３３】実施例４．図７は本発明の実施例４による
レーザ伝送用光ファイバー装置を示す構成図である。符
号１〜３，５〜６，１０，１２〜１４は従来の場合と同
一または相当品である。符号１６〜１７は実施例１の場
合と同一または相当品である。また３１〜３３は実施例
３と同一または相当品である。パワーレーザ光２が伝送
される光ファイバー６はプラスチック（ナイロン）６ａ
で被覆されている。４０は絶縁板（ポリエチレンシー
ト、厚さ０．０５ｍｍ）４０ｂを銅箔４０ａで挟んだ絶
縁板はさみこみ銅箔シート（以下銅箔シートとする）で
あり、図８に光ファイバー６に巻かれた状態を含めて示
す。尚、光ファイバー６側の銅箔４０ａ表面にはレーザ
光の吸収を高めるレーザ光反射防止部材４０ｃを塗料と
して塗布している。銅箔シート４０はプラスチック被覆
６ａされた光ファイバー６全体を包み込むように配置し
てある。また、銅箔シート４０は光ファイバー６の片端
の位置で絶縁板４０ｂをはさんでいる銅箔４０ａがリー
ド線３１に接続されている。尚、銅箔シート４０のもう
一方は結線されず開放状態である。リード線３１の途中
に電圧回路３２が配置してあり二枚の銅箔間に電圧が印
加されている。同じくリード線３１の途中に抵抗と電圧
計から構成される断線検出回路３３が配置してある。断
線検出回路３３は増幅器１０の入力端に接続され、増幅
器１０の出力端は比較器１２の一方の入力端に接続され
ている。比較器１２の他方の入力端には、基準電圧を発
生する基準値回路１３が接続されている。比較器１２の
出力端はシャッター駆動回路１４に接続されており、シ
ャッター駆動回路１４は比較器１２からの出力信号によ
り動作し、パワーレーザ光２の光路中に介在するシャッ
ター機構３を閉じてパワーレーザ光２の照射を遮断す
る。

【００３４】次に動作について説明する。光ファイバー
６の中途部が折れ、パワーレーザ光が照射されるとその
断線箇所において、パワーレーザ光２の散乱や反射が生
じ、光ファイバー被覆表面全体に巻き付けてある銅箔シ
ート４０の反射防止部材４０ｃが形成された銅箔４０ａ
が加熱され、銅箔間の絶縁層が溶融・炭化し、銅箔間が
短絡する。次に銅箔が溶融し銅箔と銅箔とがつながり完
全に短絡する。銅箔の短絡により電流が流れ断線検出回
路３３に電圧が発生する。この電圧が基準値回路３０か
ら発生される電圧よりも高くなるとシャッター駆動回路
１４が動作し、シャッター機構３を閉じパワーレーザ光
の照射を遮断する。

【００３５】本実施例では、絶縁板としてポリエチレン
を用いたが絶縁板は塩化ビニールなど容易に炭化しやす
いもの、また金属箔はアルミニウムなど電気抵抗の小さ
いものを使用することができる。また本実施例では光フ
ァイバー全体を一枚の銅箔シートで包んだが、テープ上
の銅箔シートで重ね巻きしても同様の効果が得られる。
また、反射防止部材４０ｃは、例えばカーボンブラッ
ク、酸化銅の粉末のペーストを塗布して形成するが、溶
射等他の方法で形成してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３７】光ファイバー出射端と被加工物との間に可
視領域の光（もどり光）は反射し、パワーレーザ光は透
過する可視光選択反射手段を設置することにより、光フ
ァイバー６の中途部が折れたり、ファイバー６の入射端
面あるいは出射端面にゴミなどが付着している等の異常
箇所をもどり光に妨害されることなく異常箇所が発する
可視光により高精度で光ファイバーの異常箇所を検出で
き、パワーレーザ光を遮断するとともにレーザ光の外部
への放散を防止することができる。

【００３８】また、可視光選択反射手段を高屈折率物質
と低屈折率物質とを交互に形成して製作する際に最適材
料の組合せで、かつ最小層数にしたので、安価にできる
とともにレーザ光を効率よく透過し、もどり光を確実に
反射することができる。

【００３９】また、パワーレーザ光を伝送する光ファイ
バーの断線検出に光ファイバー表面に絶縁被覆導体を隣
接して配置し、導体間の抵抗を検出するようにしたの
で、電気抵抗の小さい導体が使用でき、長い光ファイバ
ーの断線検出が容易にできる。また、もどり光に妨害さ
れることなく、高精度に断線検出でき、パワーレーザ光
を遮断できる。

【００４０】パワーレーザ光を伝送する光ファイバーの
断線検出に光ファイバー表面全体に絶縁板をはさんだ金
属箔シートを配置し、金属箔間の抵抗を検出するように
したので、電気抵抗の小さい導体が使用でき、長い光フ
ァイバーの断線検出が容易にでき、光ファイバーの断線
検出も確実に行うことができる。また、もどり光に妨害
されることなく高精度に断線検出でき、パワーレーザ光
を遮断できる。

【００４１】また、前記シートの光ファイバー表面にレ
ーザ光反射防止部材を形成することで、断線により散乱
したレーザ光を確実に吸収し、前記シートにレーザ光に
よるエネルギーを伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置を示す構成図である。

【図２】この発明の実施例２によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置用可視光選択反射手段を示す構成図である。

【図３】この発明の実施例２によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置用可視光選択反射手段の可視光選択反射特性
を示す説明図である。

【図４】この発明の実施例２によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置用可視光選択反射手段の可視光選択反射特性
を示す説明図である。

【図５】この発明の実施例２によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置用可視光選択反射手段の可視光選択反射特性
を示す説明図である。

【図６】この発明の実施例３によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置を示す構成図である。

【図７】この発明の実施例４によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置を示す構成図である。

【図８】この発明の実施例４によるレーザ伝送用光ファ
イバー装置用絶縁板はさみこみ銅箔シートを示す構成図
である。

【図９】従来のレーザ伝送用光ファイバー装置を示す構
成図である。

【符号の説明】

１レーザ光源２レーザ光（パワーレーザ光）３シャッター機構４ミラー５集光レンズ６光ファイバー７第２次光８フィルター９受光検出器１０増幅器１１ａ，１１ｂ抵抗１２比較器１３基準値回路１４シャッター駆動回路１５可視光選択反射手段１６加工レンズ１７被加工物１８もどり光２０光学ガラス２１反射防止膜２２可視光選択反射膜３０エナメル被覆銅線（より線）３１リード線３２電圧回路３３断線検出回路４０絶縁板はさみこみ銅箔シート４０ａ銅箔４０ｂ絶縁板４０ｃレーザ光反射防止部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を光ファイバーで伝送し、被加
工物にレーザ光を照射し、加工する光学系と、前記光フ
ァイバーのレーザ光の伝送路に障害が発生したときに、
前記光ファイバーから出射された可視光を検出し、検出
された可視光が所定のレベルに達した場合にレーザ光を
遮断する手段を有するレーザ伝送用光ファイバー装置に
おいて、レーザ光は透過し、被加工物が加工時に発する
可視光を反射する可視光選択反射手段を光ファイバーの
レーザ光出射端と被加工物との間に設けたことを特徴と
するレーザ伝送用光ファイバー装置。
【請求項２】前記可視光選択反射手段は、光学ガラス
に高光屈折率体の薄膜を形成し、低光屈折率体と高光屈
折率体の薄膜を交互に積層し、最外側に高光屈折率体の
薄膜を形成して構成され、各々の薄膜の光屈折率と膜厚
の積が光学ガラスに接する高光屈折率体と最外側に形成
された高光屈折率体の薄膜において、前記被加工物が加
工時に発する可視光の波長の８分の１であり、残りの薄
膜において、前記可視光の波長の４分の１であることを
特徴とする請求項１記載のレーザ伝送用光ファイバー装
置。
【請求項３】前記可視光選択反射手段は、光学ガラス
に高光屈折率体の薄膜を形成し、低光屈折率体と高光屈
折率体の薄膜を交互に積層し、最外側に高光屈折率体の
薄膜を形成して構成され、低光屈折率体と高光屈折率体
の屈折率の差が２．９０〜４．１６の範囲にあり、薄膜
の総積層数が１９〜４０の範囲であることを特徴とする
請求項１記載のレーザ伝送用光ファイバー装置。
【請求項４】レーザ光を光ファイバーで伝送し、被加
工物にレーザ光を照射し、加工するレーザ加工機におい
て、前記光ファイバーにレーザ光が外部に放散しないよ
うに保護膜が被覆され、前記保護膜の表面に二本の絶縁
被覆導体を隣接して配置し、前記絶縁被覆導体間に電圧
を印加し、前記絶縁被覆導体間の抵抗変化を検出し、抵
抗が所定のレベルに達した場合にレーザ光を遮断する手
段を備えたことを特徴とするレーザ伝送用光ファイバー
装置。
【請求項５】レーザ光を光ファイバーで伝送し、被加
工物にレーザ光を照射し、加工するレーザ加工機におい
て、レーザ光が外部に放散しないように保護膜が被覆さ
れ、レーザ光が伝送される光ファイバーの表面全周を金
属箔の間に絶縁板を介在させたシートで覆い、前記金属
箔間に電圧を印加し、前記金属箔間の抵抗変化を検出
し、抵抗が所定のレベルに達した場合にレーザ光を遮断
する手段を備えたことを特徴とするレーザ伝送用光ファ
イバー装置。
【請求項６】前記金属箔のうち光ファイバー側に位置
する金属箔の光ファイバー側表面にレーザ光を吸収する
レーザ光反射防止部材を形成したことを特徴とする請求
項５記載のレーザ伝送用光ファイバー装置。