JPH08167754A - 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置 - Google Patents

光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置

Info

Publication number
JPH08167754A
JPH08167754A JP7253637A JP25363795A JPH08167754A JP H08167754 A JPH08167754 A JP H08167754A JP 7253637 A JP7253637 A JP 7253637A JP 25363795 A JP25363795 A JP 25363795A JP H08167754 A JPH08167754 A JP H08167754A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
optical fiber
optical
solid
light
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.)
Granted
Application number
JP7253637A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3645013B2 (ja
Inventor
Kazuki Kuba
一樹 久場
Akira Ishimori
彰 石森
Kimiharu Yasui
公治 安井
Kenji Kumamoto
健二 熊本
Kuniaki Iwaki
邦明 岩城
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP25363795A priority Critical patent/JP3645013B2/ja
Priority to GB9520850A priority patent/GB2294126B/en
Priority to GB9726180A priority patent/GB2318882B/en
Priority to DE19549531A priority patent/DE19549531B4/de
Priority to DE19539558A priority patent/DE19539558C2/de
Publication of JPH08167754A publication Critical patent/JPH08167754A/ja
Priority to US08/714,304 priority patent/US5815626A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3645013B2 publication Critical patent/JP3645013B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • 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
    • G02B6/4206—Optical features
    • 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
    • G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773—Sensed parameters
    • A61B2018/00779—Power or energy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/0091—Handpieces of the surgical instrument or device
    • A61B2018/00916—Handpieces of the surgical instrument or device with means for switching or controlling the main function of the instrument or device
    • A61B2018/00958—Handpieces of the surgical instrument or device with means for switching or controlling the main function of the instrument or device for switching between different working modes of the main function
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B2018/2035—Beam shaping or redirecting; Optical components therefor
    • A61B2018/20553—Beam shaping or redirecting; Optical components therefor with special lens or reflector arrangement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B2018/2205—Characteristics of fibres
    • 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
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高集束性のレーザビームを光ファイバに入射
し得られる出射レーザビームの集束性のレベルは限界が
あり、高集束性を維持してマルチモードビームを伝送す
る技術がなかった。 【解決手段】 グレーデッドインデックス光ファイバを
用い、所定条件を満たすような光ファイバ入射光学系か
ら成る光伝送装置。上記グレーデッドインデックス光フ
ァイバから構成され、所定条件の時、光ファイバ端面の
入射ビーム直径が所定値となる光ファイバ入射光学系か
ら成る光伝送装置および光伝送装置からなる固体レーザ
装置またこれらを用いたレーザ加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、加工用や医療用
等の目的に使用される集束性の良好なレーザ光を伝送す
るための光伝送装置、該光伝送装置を備えた固体レーザ
装置、及び該光伝送装置や該固体レーザ装置を組み込ん
だレーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３５は、例えば、特公平２−５５１５
７号公報に示された従来の光伝送装置を示す構成図であ
り、図において、８は集光レンズ、９０はレーザ光の導
光路としての光ファイバ、１０はレーザ発振器、７０は
レーザ発振器１０から外部に取り出されたレーザビー
ム、１０１はレンズホルダ、１０２は光ファイバホルダ
である。
【０００３】次に動作について説明する。図において、
レーザ発振器１０から取り出されたレーザビーム７０は
集光レンズ８によって光ファイバ９０の入射端面へ集光
照射され、光ファイバ内へ導光される。レンズホルダ１
０１、光ファイバホルダ１０２の片方、もしくは両方は
移動ステージで構成されており、レーザビーム７０は、
光ファイバ９０の入射端面の中心に集光されるように位
置設定される。
【０００４】一般に損失なく、例えば散乱ロス等の損失
なく、光伝送を行うには、光ファイバ９０への入射角θ
inは、θin＜sin-1 （NA）でなければならない。ここ
で、ＮＡは光ファイバ固有の数値であり、すなわちファ
イバコア中心の屈折率をｎ0 、クラッドの屈折率をｎ1
としたときに（ｎ0 2−ｎ1 2）1/2 で表される。一方、光
ファイバ９０を介してレーザビームを伝送すると、一般
にレーザ光の集束性は劣化する。レーザビームの集束性
はレーザのビームウェイスト直径をｄ、ビーム開き角を
２θと置いたときに、ｄθを指標として表すことができ
る。光ファイバを伝送した光はファイバのコア部全体に
広がり、出射ビームのビーム径はほぼファイバのコア径
となる。よって、集束性の良いレーザビームを光ファイ
バから取り出すためには、光ファイバからのレーザビー
ムの出射角を小さくすればよいことがわかる。
【０００５】ここで、レーザビームの集束性を表す指標
について整理しておく。ビーム径には様々な定義がある
が、ここではエネルギーが８６．５％（すなわち１−ｅ
-2）に集中している径をレーザビーム径として表す。一
般にレーザビームで最も集束性の良いビームはＴＥ
Ｍ00、すなわちガウシアンビームと呼ばれるものであ
る。ガウシアンビームのビームウェイスト半径をω0 、
ビーム開き角をθ0 とすると、以下の関係が成り立つ。
【０００６】
【数１】
【０００７】ただし、λはレーザビームの波長、ｎは屈
折率であり、θ0 はπより充分小さいとする。空気中の
場合、ｎ＝１と置いて、θ0 ＝λ／πω0 ＝２λ／πφ
0 となる。なお、φ0 ＝２ω0 はレーザビームウェイス
ト直径である。
【０００８】また、レーザビームの集束性を表す指標と
してＭ2 値が知られている。図３６はレーザビームの集
束性の指標Ｍ2 を示する説明図である。図３６に示すよ
うに、波長λ、ビームウェイスト直径φ0 、ビームの開
き角（全角）２θのビーム（実線）のＭ2 値は、同じ波
長のガウスビーム（破線）を同じ直径に絞った場合の開
き角（全角）２θ0 に対する比で表される。すなわち、
θ＝Ｍ2 θ0 となる。したがって、ガウスビームと該ビ
ームが焦点距離ｆのレンズに同じ径でコリメートされて
入射したとき、該ビームの集光点でのビーム径、すなわ
ちビームウェイスト径はガウスビームのＭ2 倍となる。
これより明らかなように、Ｍ2 値が小さいほど高集束の
ビームである。これとは逆に、ガウスビームとビーム開
き角が等しい場合はビームウェイスト径がＭ2 倍とな
る。また、ガウスビームのＭ倍のビームウェイスト径を
持つ場合はレーザビーム開き角もガウスビームのＭ倍と
なる。θ＝Ｍ2 θ0 をθ0 の表式に代入してＭ2 につい
て解くと、Ｍ2 ＝πφ0 θ／２λとなる。ゆえに、同じ
開き角を持つならばビームウェイスト直径の小さい方が
Ｍ2 値が小さく、集束性の良いビーム、あるいは別の言
い方をするならば、高輝度のビームであるといえる。
【０００９】図３７は図３５と同様に特公平２−５５１
５７号公報に示された光ファイバへの入射角θinと出射
角θout との関係を示す説明図であり、ファイバコアの
屈折率が一定の値を示すステップインデックスファイバ
について成り立つものである。この図から明らかなよう
に、入射角が小さいほど出射角が小さくなり、その結
果、集束性の良い出射ビームが得られるが、６度から８
度程度に出射角の下限があることがわかる。これより、
従来の光伝送装置では長焦点距離のレンズで入射角２θ
inが８度以下となるようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の光伝送装置は以
上のように構成されているので、出射角の限界によりい
くら集束性のよいレーザビームを入射しても光ファイバ
から出射されるビームの集束性には限界があるという課
題があった。集束性を上げるためにファイバのコア径の
小さいものを選ぶことも有効だが、コア径の小さい光フ
ァイバでは大出力のレーザ光を伝送することができな
い。ＹＡＧレーザ光を例にとると、一般に５００Ｗのレ
ーザ光を伝送するためには０．４ｍｍ以上、それ以上の
パワーのレーザ光を伝送するためには０．６ｍｍ以上を
有する光ファイバのコア径が必要とされている。図３５
によると出射角２θout の最小値はせいぜい６度程度で
あり、前述の式より０．４ｍｍのコア径のファイバから
出射されるビームのＭ2 値は最小でも３０程度、０．６
ｍｍのコア径では４６程度である。このため、いくら集
束性の良いビームを光ファイバに入射しても、ファイバ
伝送された出射光の集束性には限界があるという課題が
あった。
【００１１】さらに、従来の光伝送装置ではステップイ
ンデックスファイバを用いた場合に、集束性の高い出射
レーザビームを得る設計基準を与えているが、グレーデ
ッドインデックス光ファイバを用いて集束性の高いレー
ザ出射ビームを得るための設計基準については明らかに
なっていなかった。即ち、レーザ学会編「レーザーハン
ドブック」p66 〜p67 、オーム社，1982での記載に見ら
れるように、グレーデッドインデックス光ファイバは原
理的には集光レンズが隙間なく連なった配列状態と等価
であり、理想的な集光レンズ配列を考えれば入射レーザ
光の集束性は保存されるはずである。しかしながら、現
在までにそれに関する報告はなく、光ファイバ内を伝送
されたレーザビームは元々有していた、つまり入射前の
集束性を失うというのが一般的な認識であった。また、
上記文献、レーザ学会編「レーザーハンドブック」p66
〜p67 （オーム社，1982）の記載においては、光通信に
用いるような小出力の基本モードのレーザビーム、言い
換えるとＴＥＭ00モードのレーザビームに対する解析が
されているが、加工用の大出力レーザ、特に固体レーザ
に関してはマルチモードでの発振が一般的であり、マル
チモードビームに対して集束性を保ったまま光ファイバ
伝送を行う技術については記載がなく、これまでに全く
明らかになっていないという課題があった。
【００１２】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、グレーデッドインデックス光フ
ァイバを用いて入射ビームの集束性のレベルを変化させ
ることなく、きわめて良好に保存して伝送することので
きる光伝送装置を得ることを目的とする。
【００１３】またこの発明は、入射レーザビームの集束
性のレベルをきわめて良好に保存し、かつレーザ光の光
ファイバ端面への光軸を自動的に調整できることができ
る光伝送装置を得ることを目的とする。
【００１４】さらにこの発明は、出射レーザビームの集
束性のレベルを容易に制御することができる光伝送装置
を得ることを目的とする。
【００１５】さらにこの発明は、発振されたレーザビー
ムの集束性のレベルをきわめて良好に保存したまま光フ
ァイバ伝送を行い出射することのできる固体レーザ装置
を得ることを目的とする。
【００１６】さらにこの発明は、発振されたレーザビー
ムの集束性のレベルを容易に制御することができる固体
レーザ装置を得ることを目的とする。
【００１７】さらにこの発明は、集束性のレベルの良い
レーザビームを、集束性のレベルを良好に保存したま
ま、あるいは出射レーザビームの集束性のレベルを制御
しつつ光ファイバ伝送して加工のできるレーザ加工装置
を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る光伝送装置は、グレーデッドインデックス光ファイバ
から構成され、前記光ファイバのコア径がφc 、コア中
心での屈折率がｎ0 、コア中心とコア周囲部の屈折率差
が△ｎの光ファイバと、レーザ光のビームウェイストで
の直径がφ0 、前記レーザ光のビーム開き角が２θであ
る時、前記レーザ光が前記光ファイバの入射端面上また
は前記光ファイバの入射端面近傍に最小集光点を持ち、
前記最小集光点での直径φinが、 ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 Δｎ）-1/2）1/2 となるような光ファイバ入射光学系とを備えており、集
束性の劣化なく維持しながらレーザ光を光ファイバを介
して外部へ出射するものである。
【００１９】請求項２記載の発明に係る光伝送装置は、
レーザ光としてマルチモードレーザビームを用い、大出
力のレーザ光を出射するものである。
【００２０】請求項３記載の光伝送装置は、レーザ光の
波長をλとした時に、前記レーザ光の集束性πθφ0 ／
λの値が１００以下となるように設定したものである。
【００２１】請求項４記載の発明に係る光伝送装置は、
光ファイバの入射端面近傍に、開口部の直径が光ファイ
バのコア径φc よりも小さく、かつφs よりも大きな値
を有するアパーチャを設け、このアパーチャにより光フ
ァイバの入射端面でのレーザ光の光軸ずれの影響を最小
限にとどめ、光ファイバ内でのレーザ光の集束性の劣化
を起こすことなくレーザ光を伝送するものである。
【００２２】請求項５記載の発明に係る光伝送装置は、
光ファイバの出射端面近傍に、開口部の直径が光ファイ
バのコア径φc よりも小さく、かつφs よりも大きな値
を有するアパーチャを備え、光ファイバの出射端側にお
ける反射ビームがクラッド等に照射されるのをこのアパ
ーチャで防止し反射ビームの影響を最小限にとどめるも
のである。またレーザ光のモニタを容易にしつつ光ファ
イバ内でのレーザ光の集束性の劣化を起こすことなくレ
ーザ光を伝送するものである。
【００２３】請求項６記載の発明に係る光伝送装置は、
光ファイバ入射光学系は集光レンズを有しており、この
集光レンズは二枚または二組の集光レンズにより構成さ
れており、この集光レンズの位置を調整することによっ
て、レーザビームのビーム特性に合わせて光ファイバの
入射端面でのレーザ光の直径を容易に調整するものであ
る。
【００２４】請求項７記載の発明に係る光伝送装置は、
光ファイバに近接している側の集光レンズをグレーデッ
ドインデックスレンズで構成している。このグレーデッ
ドインデックスレンズを光ファイバに近接または密着し
て設置し、グレーデッドインデックスレンズの少しの位
置調整により広い範囲のビーム特性に合わせて光ファイ
バの入射端面でのレーザ光のビーム直径を容易に調整す
るものである。
【００２５】請求項８記載の発明に係る光伝送装置は、
グレーデッドインデックスレンズの入射端近傍にアパー
チャを備え、このアパーチャによりグレーデッドインデ
ックスレンズならびに光ファイバの入射端面周辺への思
わぬレーザ光照射を防止し、容易に光ファイバ内でのレ
ーザ光の集束性の劣化を起こすことなくレーザ光を伝送
するものである。
【００２６】請求項９記載の発明に係る光伝送装置は、
光ファイバの入射端面でのレーザ光を計測する入射ビー
ムモニタ装置、及び光ファイバ入射光学系の位置を移動
させる移動手段を備え、入射ビームモニタ装置からの出
力をもとに光ファイバ入射光学系の位置を調整する。入
射ビームモニタ装置により、光ファイバ入射端面でのビ
ーム位置、ビーム直径をモニタし、これらが最適となる
ように集光レンズの位置を集光レンズ移動手段により制
御するものである。
【００２７】請求項１０記載の発明に係る光伝送装置
は、光ファイバから出射される出射ビームを計測する出
射ビームモニタ装置、及び光ファイバ入射光学系の位置
を移動させる移動手段を備え、出射ビームモニタ装置か
らの出力をもとに光ファイバ入射光学系の位置を調整す
る。出射ビームモニタ装置により光ファイバから出射さ
れたビームの集光特性が最適となるように集光レンズの
位置を集光レンズの移動手段により制御するものであ
る。
【００２８】請求項１１記載の発明に係る光伝送装置で
は、出射ビームモニタ装置はパワーセンサにより構成さ
れ、光ファイバの入射端面近傍にアパーチャを設置し、
パワーセンサで検知されるレーザビームの出力が最大に
なるようにファイバ入射光学系を移動する。パワーセン
サにより出射ビームをモニタし、例えば入射側に設置し
たアパーチャと組み合わせて出射ビームパワーが最大と
なるように集光レンズの位置を制御させるものである。
【００２９】請求項１２記載の発明に係る光伝送装置で
は、出射ビームモニタ装置は、光ファイバの出射側の光
軸からずれた位置に設置したフォトダイオードで構成さ
れ、フォトダイオードの出力が最小になるようにファイ
バ入射光学系を移動させるものである。
【００３０】請求項１３記載の発明に係る光伝送装置で
は、出射ビームモニタ装置は、光ファイバの出射側に設
置したアパーチャと前記アパーチャを通過したレーザビ
ームを検知するパワーセンサにより構成され、アパーチ
ャを通過するレーザビームのパワーが最大になるように
ファイバ入射光学系を移動させるものである。
【００３１】請求項１４記載の発明に係る光伝送装置
は、レーザ発振器と、集光レンズと、集光レンズで収束
されたレーザ光を光ファイバの入射端面に集光し、光フ
ァイバで伝送する光ファイバ入射光学系を有する光伝送
装置において、光ファイバをグレーデッドインデックス
光ファイバで構成し、さらに光ファイバ入射光学系と光
ファイバの入射端面の片方または両方の位置を移動させ
る移動手段を備え、光ファイバ入射光学系と前記光ファ
イバの入射端面の片方または両方の位置を移動させるこ
とによって光ファイバから出射するレーザビームの集束
性を制御するものである。そして、集光レンズ、光ファ
イバ入射端面の片方もしくは両方の位置を最適な集光位
置から故意にずらすことにより光ファイバの出射ビーム
の集光特性を任意に変化するものである。
【００３２】請求項１５記載の発明に係る固体レーザ装
置は、この発明に係る光伝送装置と、光源から投光され
た光で励起されてレーザ媒質となり、光を発生する固体
素子と、レーザ媒質から発生した光をレーザ光として取
り出すレーザ共振器と、レーザ共振器内に少なくともミ
ラーと集光レンズとの組み合わせで構成される像転写光
学系と、ミラーと集光レンズとをレーザ共振器の光軸方
向に移動させる移動手段とを備え、ミラーと集光レンズ
の片方または両方を移動することにより光ファイバの入
射端面に入射されるレーザビームのビーム直径を調節す
るものである。そして、レーザ共振器内部の像転写光学
系により高集束性を持つレーザビームを発振し、そのビ
ーム品質を保ったまま光ファイバを介して外部へレーザ
光を出射するものである。
【００３３】請求項１６記載の発明に係る固体レーザ装
置は、光ファイバから出射される出射レーザビームのパ
ワーの大きさを計測する出射ビームモニタ装置を備え、
出射ビームモニタ装置からの出力をもとにミラーと集光
レンズの片方または両方を移動し、出射ビームの集束性
が最も良くなるよう共振器内部の像転写光学系の位置を
制御するものである。
【００３４】請求項１７記載の発明に係る固体レーザ装
置は、この発明に係る光伝送装置と、光源から投光され
た光で励起されてレーザ媒質となり、光を発生する固体
素子と、レーザ媒質から発生された光をレーザ光として
取り出すレーザ共振器と、レーザ共振器内に置かれたア
パーチャ及びアパーチャの開口部の直径を増減する調節
手段とから構成され、固体素子を励起するためのレーザ
励起入力を一定に保ったままで、アパーチャの開口直径
を増減することにより、レーザ光のパワーを調節するも
のである。換言すると、レーザ共振器内のアパーチャの
開口直径を増減させることによりレーザ発振器からのレ
ーザ光の出力の制御を行い、あらゆるレーザ出力に対
し、常にレーザビームのビーム質を保ったまま光ファイ
バ伝送し、出力できるものである。
【００３５】請求項１８記載の発明に係る固体レーザ装
置は、この発明に係る光伝送装置と、光源から投光され
た光で励起されてレーザ媒質となり、光を発生する固体
素子と、レーザ媒質から発生した光をレーザ光として取
り出すレーザ共振器と、レーザ共振器内に置かれたアパ
ーチャ及びアパーチャをレーザ共振器の光軸方向に移動
させる移動手段とから構成され、レーザ共振器内でレー
ザ励起入力一定のままで、アパーチャの位置を移動する
ことによりレーザ光のパワーを調節するものである。換
言すると、レーザ共振器内のアパーチャを移動させるこ
とによりレーザ発振器の出力制御を行い、あらゆるレー
ザ出力に対し、常にレーザ光のビーム質を保ったまま光
ファイバ内を伝送させ外部へ出力するものである。
【００３６】請求項１９記載の発明に係る固体レーザ装
置は、固体素子と、レーザ共振器と、レーザ光を伝送す
る光ファイバとからなる光伝送装置を備えた固体レーザ
装置において、光ファイバをコア径φc 、コア中心での
屈折率がｎ0 で、コア中心とコア周囲部の屈折率差が△
ｎのグレーデッドインデックス光ファイバで構成し、レ
ーザ共振器を曲率の等しい全反射ミラーと出力ミラーで
構成し、固体素子は、全反射ミラーと出力ミラー間の中
心近傍に配置されたいわゆる対称型共振器内に置かれ、
ある出力レベルにおけるレーザ光のビームウェイストの
直径がφc およびレーザ光のビーム開き角が２θである
時、レーザ光が光ファイバの入射端面上あるいはそのご
く近傍に最小集光点を持ち、最小集光点における出力レ
ベルのレーザ光の直径φinが ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０％ となるようなファイバ入射光学系を備えているものであ
る。φ0 θの大きな出力レベルにおいて、ファイバ入射
端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径が （φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０％ となるようにレーザ光を集光し、レーザ出力が変化して
も収束性の変化が少ないレーザビームを光ファイバから
外部へ出射するものである。
【００３７】請求項２０記載の発明に係る固体レーザ装
置は、固体素子と、レーザ共振器と、光伝送装置とを備
えた固体レーザ装置において、光伝送装置内の光ファイ
バをコア径φc 、コア中心での屈折率がｎ0 でコア中心
とコア周囲部の屈折率が△ｎのグレーデッドインデック
ス光ファイバで、また固体素子を薄板状のスラブ形状で
構成する。レーザ共振器から取り出されたレーザ光は、
ｘ軸ｙ軸２つの方向で集光特性の異なる異方性を持って
おり、ｘ軸方向ｙ軸方向のそれぞれにおいてレーザ光の
ビームウェイストの直径がφ0x、φ0y、レーザ光のビー
ム開き角が２θx 、２θy である時、レーザ光が光ファ
イバの入射端面上あるいはそのごく近傍にｘ軸方向、ｙ
軸方向それぞれにおいて最小集光点を持ち、最小集光点
での直径φinx 、φiny がそれぞれ ０．５φsx≦φinx ≦１．５φsx、０．５φsy≦φiny
≦１．５φsy ただし、 φsx＝（φc φ0xθx （２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０
％ φsy＝（φc φ0yθy （２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０
％ となるようなファイバ入射光学系を備え、ｘ方向とｙ方
向で集光性能が異なる発振器に対しファイバ伝播後も全
体として集光特性が保存されたレーザビームを出射する
ものである。
【００３８】請求項２１記載の発明に係る固体レーザ装
置は、固体素子と、レーザ共振器と、光伝送装置を備え
た固体レーザ装置において、光伝送装置内の光ファイバ
をコア径φc 、コア中心での屈祈率がｎ0 でコア中心と
コア周囲部の屈折率差が△ｎのグレーデッドインデック
ス光ファイバで、また固体素子を薄板状のいわゆるスラ
ブ形状で構成する。レーザ共振器から取り出されたレー
ザ光はｘ軸ｙ軸の２つの方向で集光特性の異なる異方性
を持っておりｘ軸方向ｙ軸方向のそれぞれにおいて、レ
ーザ光のビームウェイストの直径がφ0x、φ0y、レーザ
光のビーム開き角が２θx 、２θy である時、レーザ光
が光ファイバ入射端面上あるいはそのごく近傍に最小集
光点を持ち、φ0xθx とφ0yθy の大きな方の軸の最小
集光点での直径φinが ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０％ また、 φ0 θ＝ MAX（φ0xφx ，φ0yθy ） となるようなファイバ入射光学系を備えたものであり、
非常に簡単なレンズ構成で、光ファイバ伝播後も全体と
して集光性能が大きく損なわれないレーザビームを出射
するものである。
【００３９】請求項２２記載の発明に係るレーザ加工装
置は、この発明に係る光伝送装置、または固体レーザ装
置と、光伝送装置または固体レーザ装置から出射された
レーザ光を集光する集光光学系とから構成され、集光光
学系で集光されたレーザ光を集束性を保ったまま被加工
物に照射し高精度のレーザ加工を行なうものである。
【００４０】請求項２３記載の発明に係るレーザ加工装
置は、この発明に係る光伝送装置または固体レーザ装置
から構成され、光伝送装置または固体レーザ装置から出
射されたレーザ光を集束性を保ったまま被加工物に直接
照射し、レーザ焼き入れなどの比較的広い面積の加工を
行なうものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
光伝送装置を示す構成図である。図において、８、１
０、７０、１０１、１０２で示した構成要素は図３５に
示した従来の光伝送装置の構成要素の構成および機能と
同一なので、同一の参照番号を用い、その説明を省略す
る。９はコアの屈折率分布がほぼ二乗分布となっている
光ファイバ（グレーデッドインデックス光ファイバ）で
ある。１０１は集光レンズホルダであり光軸方向へ手動
で位置調整できる移動ステージと径方向へ手動で位置調
整できる十字動ステージの組み合わせから構成されてい
る。光ファイバ入射に際して、図３５に示した従来例の
光伝送装置では、集光レンズ（光ファイバ入射光学系）
８に長焦点レンズを用いて入射角度θinを８度以下に規
定していたのに対し、この実施の形態１の光伝送装置で
は、光ファイバ９の入射端面上あるいはそのごく近傍に
レーザビーム７０の最小集光点を持ちその直径φinが ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 Δｎ）-1/2）1/2 となるように集光レンズ８の焦点距離及び位置を設定し
ている。ここで、φc 、ｎ0 、Δｎはそれぞれ光ファイ
バ９のコア直径、コア中心での屈折率、コアとクラッド
の屈折率差であり、φ0 、θはレーザ発振器１０から発
生したレーザビーム７０のビームウェイスト直径および
ビーム開き角（半角）を示す。なお、図に示す実施の形
態１の光伝送装置では、レーザ発振器１０のレーザ出口
近傍にレーザビーム７０のビームウェイストがあるとし
ている。
【００４２】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたレーザビーム７０は、集光レンズホ
ルダ１０１の位置調整によってレーザビームが光ファイ
バ入射端面の中心に集光するように、集光レンズ８によ
り集光される。
【００４３】図２は、光ファイバ内でのレーザビームの
伝播状況を示す説明図である。図において、光ファイバ
９内でのレーザビームの伝播状況は、図２に示すように
概念的に表すことができる。即ち、光ファイバ９の入射
端面で最小集光点を持つようにレーザビーム７０が集光
された場合、図２の最下段に示すように最小集光点にお
ける径φinがある値φs よりも大きいときには（φin＞
＞φs ）、光ファイバ９内で一旦入射径よりも小さな直
径に集光され、以下発散、集光を繰り返しながら光ファ
イバ９内を伝送される。
【００４４】一方、図２の最上段に示すように最小集光
点における径φinがφs よりも小さいときには（φin＜
＜φs ）、レーザビーム７０は光ファイバ９内でまず発
散し、以下集光、発散を繰り返しながら伝送される。こ
れらに対し、図２の中段に示すように最小集光点におけ
る径φinがφs にほぼ一致する場合は（φin＝φs ）、
光ファイバ９内でレーザビーム径がほとんど変化するこ
となく伝送される。
【００４５】グレーデッドインデックス光ファイバを純
粋の集光レンズの集合配列として考察すると、図２に示
す３つのどの伝送形態でも集束性が理論的には保存され
るが、実際上、グレーデッドインデックス光ファイバを
レンズとして考えた場合の収差成分やビームの分散など
から、図２の最上段や最下段の伝送形態では集束性が失
われることが予想される。
【００４６】また、大出力ファイバ伝送では光ファイバ
の破壊も考慮に入れる必要があり、光ファイバ内に集光
点を持つ伝送形態では耐伝送パワー特性に問題が生ずる
ことが予想される。以上の考察より、高集束性レーザビ
ームの伝送には図２の中段に示すレーザビームの伝送形
態が有利であると結論づけられる。
【００４７】なお、「レーザーハンドブック」（p66 〜
p67 、日本レーザ学会編、オーム社）に記載されてるよ
うに、光通信に用いるような小出力の基本モードのレー
ザビーム、換言すると、ＴＥＭ00モードのレーザビーム
に対するφs については解析的に導出できることが知ら
れている。
【００４８】しかし、加工に用いる大出力レーザ、特に
固体レーザではマルチモードでの発振が一般的であり、
マルチモードレーザビームに対して集束性を保ったまま
光ファイバ伝送を行う技術はこれまでに明らかになって
いなかった。
【００４９】我々はこの高集束ビーム光ファイバ伝送の
研究を進め、前述のＭ2 値を用いて一般のビームに対す
るφs を導出する方法を開発し、さらにレーザビームの
ビームウェイスト径とビーム開き角からのφs の導出式
を見いだした。
【００５０】まず、Ｍ2 値で集束性が表現されているレ
ーザビームを、ＴＥＭ00モードのレーザビームと同等に
計算するために以下の近似を行う。ただし、ここでは一
応エネルギーが８６．５％集中している径をビーム直径
として計算を行う。ビーム開き角θを波長λ1 とＭ2 値
の関数としてθ（λ1 ，Ｍ2 ）と表すと、前述のように θ（λ1 ，Ｍ2 ）＝Ｍ2 ・θ（λ1 ，１） となる。
【００５１】一方、異なる波長の２つのガウスビームを
同じ直径に絞ると、開き角は波長に比例するので、 θ（λ2 ，１）＝（λ2 ／λ1 ）・θ（λ1 ，１） となる。ここでλ2 ＝Ｍ2 ・λ1 とおくと、 θ（λ1 ，Ｍ2 ）＝θ（λ2 ，１） となる。これより、Ｍ2 値で集束性が定義されているビ
ームの挙動は波長をＭ2・λ1 に置き換えたガウスビー
ムによって近似できること明らになった。
【００５２】上記した近似を用いて、Ｍ2 値で集束性が
表現されるレーザビームに対するφs の導出を行う。な
お、以下の導出式においてＭ2 ＝１とすると、従来から
知られているガウスビームに対するφs となる。グレー
デッドインデックス光ファイバは二乗屈折率分布を持っ
ており、例えば単行本（「Optical Electronics ，4th
Edition 」、A Yariv 著、Saunders College Publishin
g，harcourt Brace Jovanovich College Publishers ，
p42 ，1991）に示されているように、屈折率を以下のよ
うに表現できる。
【００５３】
【数２】
【００５４】ここで、ｎ（ｒ）はコア中心からｒの位置
での屈折率、ｎ0 はコア中心での屈折率、ｋ＝２πｎ／
λ0 は波数、ｋ2 は屈折率分布に応じた定数である。長
さｌのグレーデッドインデックス光ファイバの光線行列
は
【００５５】
【数３】
【００５６】で表される。ガウスビームの伝播は、ｑと
いう指標と光線行列によって記述できることが知られて
おり、ガウスビームの曲率をＲ、ビーム半径をω、波長
をλ、光ファイバの屈折率をｎとすると、
【００５７】
【数４】
【００５８】と表される。この式を、前節の近似を用い
てマルチモードビームに拡張して考えると、
【００５９】
【数５】
【００６０】となる。ここで、グレーデッドインデック
ス光ファイバ内でビーム径が変化しないωの条件を求め
るには、任意の長さのグレーデッドインデックス光ファ
イバの入射端に平面波を入射し、出射端で同じビーム径
の平面波が得られる条件を求めればよい。平面波の場合
にはＲ＝∞、すなわち１／Ｒ＝０なので、上式の第二項
のみを考えればよいことになる。ある光学系に入射する
ビームと出射するビームの指標をそれぞれｑ1 、ｑ2 と
おくと、
【００６１】
【数６】
【００６２】であるので、ｑ1 ＝ｑ2 ＝−ｉ（πｎωs 2
／Ｍ2 λ）と置いて、ωs について解き、以下の解を得
る。
【００６３】
【数７】
【００６４】グレーデッドインデックス光ファイバのコ
ア径をφc 、コア中心とコア端部間の屈折率差をΔｎと
すると、
【００６５】
【数８】
【００６６】となる。この式をωs の表式に代入して、
ｎがｎ0 にほぼ等しいことを考慮すると、
【００６７】
【数９】
【００６８】となるので、結局マルチモードビームに対
するφs ＝２ωs は次式で表現される。
【００６９】
【数１０】
【００７０】以上より、Ｍ2 で集束性が表現されている
ビームに対する高集束光ファイバ伝送のためのファイバ
入射径の基準となるφs が求められた。
【００７１】次に、通常レーザビームの集束性の指標と
して用いられているビームウェイスト径、ビーム開き角
θによるφs の表式を導出する。前述のように、ビーム
ウェイスト径φ0 、ビーム開き角θとＭ2 値の間には、
Ｍ2 ＝πφ0 θ／２λの関係がある。これをφs の表式
に代入すると、
【００７２】
【数１１】
【００７３】となる。これにより、ビームウェイスト径
とビーム開き角によって集束性が表現されているビーム
に対する、高集束光ファイバ伝送のための光ファイバ入
射径の基準となるφs が求められた。
【００７４】ここでφs の計算例を示す。例えば、ｎ0
＝１．４７３、Δｎ＝０．０２１コア径４００μｍのグ
レーデッドインデックス光ファイバにＭ2 値が２０のＮ
ｄ：ＹＡＧレーザビーム（波長λ＝１．０６４μｍ）を
伝播させることを考えると、φs は１４８μｍとなる。
このときファイバへの入射角度２θinは約１０．５度と
なる。
【００７５】図３は、グレーデッドインデックス光ファ
イバ９の入射端に最小集光点を持つようにレーザビーム
７０を集光し、集光レンズの焦点距離を変化させて出射
ビームのＭ2 値（Ｍ2 out）を測定した実験結果を示す。
図に示す実験条件では入射ビームの直径φinは入射角度
２θinの逆数に比例する。図により入射ビーム径をφs
付近にすると出射ビームのＭ2 値（Ｍ2 out）が入射ビー
ムのＭ2 値（Ｍ2 in ）とほとんど同じ値で出射され、最
も集束性の良いレーザビームが得られることがわかる。
また、図３５に示した従来の光伝送装置の例で説明した
レーザビーム７０及び光ファイバ９０を用いて入射角度
２θinを８度以下にすると、光ファイバ９０からの出射
ビームの集束性が悪化し、従来例で説明した理想的なス
テップインデックスファイバに対する入出射特性の検討
結果とは全く異なるものとなっている。
【００７６】さらに、図３に示す実験結果では、入射ビ
ームの直径φinがφs ±５０％の範囲（即ち、０．５φ
s ≦φin≦１．５φs ）では入射ビームの集束性をあま
り劣化させることなく光ファイバ伝送可能であることが
わかる。
【００７７】また、上記実験結果よりレーザビームの集
光位置がファイバコア中心からずれると出射ビームの集
束性が劣化すること、ならびにグレーデッドインデック
ス光ファイバからの出射ビームの集束性がよいほど出射
ビームのビーム開き角θout（半角）が小さく、ほぼＭ2
out値の平方根に比例することがわかった。
【００７８】以上のように、この実施の形態１において
は、ファイバ入射端面のごく近傍に最小集光点を持ち、
その直径がφs ±５０％の範囲となるように集光レンズ
８の焦点距離及び位置を設定しているので、これまでの
議論から明らかなように、光ファイバ９内で集束性を保
ったままレーザビーム伝送が行われる。その結果、レー
ザ発振器で発生された集束性の良いレーザビームが、そ
の集束性を保ったまま光ファイバ９から出射される。
【００７９】なお、実施の形態の光伝送装置は、上述し
たようにガウスビームだけでなく、Ｍ2 が１以上のマル
チモードビームに対しても集束性を保ったまま光ファイ
バ伝送が可能な構成を示すものであるが、Ｍ2 ＜５０、
望ましくはＭ2 ＜４０のマルチモードビームに対して特
に有効である。換言すれば、Ｍ2 ＝πφ0 θ／２λの関
係から、πφ0 θ／λが１００以下、のぞましくは８０
以下のレーザビームに対して特に有効である。
【００８０】また、実施の形態１の光伝送装置では、レ
ーザ発振器１０のレーザ出口近傍にレーザビーム７０の
ビームウェイストがあるとしたが、この条件からはずれ
る場合でも、あらかじめ任意の焦点距離ｆ1 を持つ集光
レンズで集光したときのビームウェイスト径φ1 とビー
ム開き角θ1 を測定すれば、容易にφs ならびにφsを
与える焦点距離ｆs を求めることができる。すなわち、
ビームウェイスト径とビーム開き角の積がレンズ系を通
過しても不変である性質を利用して、φ1 θ1＝φ0 θ
を用いてφs を導出し、φ＝２ｆθからｆs ＝ｆ1 φs
／φ1 となる。また、ビームウェイストがレーザ発振器
１０内にある場合、ビーム開き角が極端に大きくなけれ
ばレーザ出口でのビーム直径を用いて計算しても誤差は
少ないので、カタログデータのビーム径、ビーム開き角
から計算しても良い。
【００８１】また、実施の形態１の光伝送装置では、集
光レンズホルダ１０１の構成としてＺ軸移動ステージと
十字動ステージの組み合わせを用いたが、若干の調整機
能があれば他の形態のホルダを用いても良い。
【００８２】さらに、実施の形態１の光伝送装置では、
集光レンズホルダ１０１に調整機構を設けているが、光
ファイバホルダ１０２に調整機構を設けても良い。ま
た、集光レンズ８により、レーザビーム７０を光ファイ
バ９の入射端面上またはその近傍に最小集光点を持つよ
うに集光し、かつ最小集光点でのレーザビーム径が所定
値となるようにしていたが、集光レンズ８の変わりに、
ミラー等により同様の機能を実現してもよい。
【００８３】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２に係る光伝送装置を示す構成図である。図におい
て、図１に示す実施の形態１の光伝送装置の説明で用い
られている番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、
ここではその説明を省略する。図において、１１は開口
直径がφs よりも大きく、ファイバコア直径φc よりも
小さくなるように設定されているアパーチャであり、開
口中心がファイバ９のコア中心とほぼ一致し、光ファイ
バ９の入射端面に近い位置に設置されている。なお、図
では詳細を省略しているが、集光レンズホルダ１０１は
実施の形態１の光伝送装置の場合と同様に、光軸方向へ
手動で位置調整できる移動ステージと径方向へ手動で位
置調整できる十字動ステージとを組み合わせた構成とな
っている。
【００８４】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８により
アパーチャ１１を通過して光ファイバ入射端面でφs ±
５０％の範囲のビーム直径φinに集光さされ、光ファイ
バ９内を集束性を保ったまま伝送し、光ファイバ９の出
射端より出力される。また、光ファイバ９の中心からず
れたレーザビームはアパーチャ１１によって遮断され
る。
【００８５】以上のように、この実施の形態２において
は、図で示したように光ファイバ９へのレーザビーム７
０の光軸調整の際に、極端にレーザビームの位置ずれが
生じた際、光ファイバ９のクラッドや被覆等にレーザビ
ーム７０が照射されることをアパーチャ１１によって防
止できる。また、光ファイバ９の中心からのレーザビー
ムの位置ずれや、集光レンズ８と光ファイバ９の入射端
の距離の誤差が生じたときに、アパーチャ１１に当たっ
て光ファイバ９へ入射されるレーザビームの出力が減少
するので、光ファイバ出射端にパワーメータ等を設置し
て出射レーザビームのパワーをモニタし、パワーメータ
の出力に基づいて容易に集光レンズ８の位置調整を行う
ことができる。
【００８６】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３に係る光伝送装置を示す構成図である。図におい
て、図１に示す実施の形態１の光伝送装置の説明で用い
られている番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、
ここではその説明を省略する。
【００８７】図において、１２は開口直径がφs よりも
大きく、ファイバコア直径φc よりも小さくなるように
設定されているアパーチャであり、開口中心が光ファイ
バ９のファイバコア中心とほぼ一致し、光ファイバ９の
出射端に近い位置に設置されている。
【００８８】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８により
光ファイバ９の入射端面でφs ±５０％の範囲のビーム
直径φinに集光され、光ファイバ９内を集束性を保った
まま伝送され、光ファイバ９の出射端よりアパーチャ１
２を通過して外部へ出力される。
【００８９】以上のように、この実施の形態３において
は、光ファイバ９からの出射光を例えば加工等に用いた
場合に、加工対象物からレーザビームが光ファイバ９の
出射端へ反射された場合でも、アパーチャ１２により光
ファイバ９のクラッドや他の思わぬ場所へのレーザビー
ムの照射が防げられ、光ファイバ９の損傷を防止するこ
とができる。また、光ファイバ９の中心からのレーザビ
ーム７０の位置ずれや集光レンズ８と光ファイバ９の入
射端の距離の誤差が生じた場合に、光ファイバ９から出
射されるレーザビームの開き角が大きくなってアパーチ
ャ１２に当たる。これによりアパーチャ１２を通過する
レーザビームの出力が減少するので、アパーチャ１２の
出力側にパワーメータ等を設置して出射されるレーザビ
ームのパワーをモニタし、モニタの結果をもとに容易に
集光レンズ８の位置調整を行うことができる。
【００９０】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４に係る光伝送装置を示す構成図である。図におい
て、図１に示す実施の形態１の光伝送装置の説明で用い
られている番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、
ここではその説明を省略する。図において、８１、８２
はそれぞれ集光レンズ（光ファイバ入射光学系）であ
り、１０１はそれぞれの集光レンズ８１、８２を搭載し
た集光レンズホルダである。
【００９１】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８１、８
２により光ファイバ９の入射端面でφs ±５０％の範囲
のビーム直径φinに集光され、光ファイバ９内を集束性
を保ったまま伝送し、光ファイバ９の出射端より外部へ
出力される。
【００９２】以上のように、この実施の形態４において
は、２つの集光レンズ８１、８２間の距離を調整するこ
とにより光ファイバ９の入射端面でのレーザビームの直
径を容易に変更できるので、既存の集光レンズを用いて
安価に光伝送装置を得ることができる。また、レーザ発
振器１０から出射されたレーザビーム７０のビームウェ
イスト径やビームウェイストの位置、ビーム開き角が変
化した場合でも、容易にφs ±５０％の範囲のビーム直
径φinを得ることができる。
【００９３】なお、本実施の形態４の光伝送装置では、
集光レンズホルダ１０１を２つに分離した形の場合を示
したが、一体型としても良い。
【００９４】実施の形態５．図７は、この発明の実施の
形態５に係る光伝送装置を示す構成図である。図におい
て、図１に示す実施の形態１の光伝送装置の説明で用い
られている番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、
ここではその説明を省略する。図において、８３は光フ
ァイバ９の入射端面に近接もしくは密着して設置された
グレーデッドインデックスレンズであり、グレーデッド
インデックスレンズ８３の両端面はレーザビーム７０の
波長に対して無反射のコーティングが施されている。１
０３はグレーデッドインデックスレンズホルダである。
グレーデッドインデックスレンズ８３は、その中心軸が
光ファイバ９のコア中心に一致するように設置されてい
る。
【００９５】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８により
グレーデッドインデックスレンズ８３の端面に集光さ
れ、さらにグレーデッドインデッスクレンズ８３により
光ファイバ９の入射端面でφs ±５０％の範囲のビーム
直径φinに集光され、光ファイバ９内を集束性を保った
まま伝送され、その後光ファイバ９の出射端より外部へ
出力される。
【００９６】以上のように、この実施の形態５において
は、前述した実施の形態４の光伝送装置に比べ、二枚の
集光レンズ８および８３のうちの一つに、焦点距離の短
いものが実現できるグレーデッドインデックスレンズ８
３を用いるため、径を大きく変化させることができ、従
って、集光レンズ８とグレーデッドインデックスレンズ
８３の位置を少し動かすだけで光ファイバ９の入射端面
でのレーザビーム７０のビーム径を大きく変化させるこ
とができる。この結果、レーザ発振器１０から出射され
たレーザビーム７０の集束性の変化があった場合でも容
易に対応できる。
【００９７】なお、上記した実施の形態５の光伝送装置
では、単にグレーデッドインデックスレンズ８３を光フ
ァイバ９の入射端面の近接もしくは密接配置としたが、
グレーデッドインデックスレンズ８３と光ファイバ９と
をオプティカルコンタクトを用いて結合させてもよい。
また、グレーデッドインデックスレンズ８３と光ファイ
バ９との間にインデックスマッチング液を介して結合さ
せてもよい。この場合、グレーデッドインデックスレン
ズ８３と光ファイバ９の間の端面での反射損失をなくす
ことができ、伝送効率がさらに上昇するという効果があ
る。
【００９８】実施の形態６．図８は、この発明の実施の
形態６に係る光伝送装置を示す構成図である。図におい
て、図５に示す実施の形態３の光伝送装置の説明で用い
られている番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、
ここではその説明を省略する。図において、１３はアパ
ーチャであり、その開口中心はグレーデッドインデック
スレンズ８３の光軸ととほぼ一致し、グレーデッドイン
デックスレンズ８３に近接して設置されている。
【００９９】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８により
アパーチャ１３を通過してグレーデッドインデックスレ
ンズ８３端面に集光され、さらにグレーデッドインデッ
スクレンズ８３により光ファイバ９の入射端面でφs ±
５０％の範囲のビーム直径φinに集光され、光ファイバ
９内を集束性を保ったまま伝送し、その後光ファイバ９
の出射端より外部へ出力される。また、本アパーチャ１
３によりグレーデッドインデックスレンズ８３の光軸か
らずれたレーザビームは遮断される。
【０１００】以上のように、この実施の形態６において
は、グレーデッドインデックスレンズ８３へのレーザビ
ームの光軸調整の際に、極端にレーザビーム７０の位置
ずれが生じた場合でも光ファイバ９のクラッドや被覆等
に該レーザビーム７０が照射されることを防止できる。
また、グレーデッドインデックスレンズ８３の光軸中心
からレーザビーム７０の位置ずれや集光レンズ８と光フ
ァイバ９の入射端の距離の誤差が生じた際に、アパーチ
ャ１３にレーザビームが当たり、その分光ファイバ９へ
入射されるレーザビームのパワーが減少する。この場
合、光ファイバ９の出射端にパワーメータ等を設置して
出射されたレーザビームのパワーをモニタすることによ
り、容易に集光レンズ８の位置調整を行うことができ
る。
【０１０１】実施の形態７．図９は、この発明の実施の
形態７に係る光伝送装置を示す構成図である。図におい
て、図８に示す実施の形態６の光伝送装置の説明で用い
られている番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、
ここではその説明を省略する。図においては、グレーデ
ッドインデックスレンズ８３および光ファイバ９のそれ
ぞれの入射端近傍にアパーチャ１３および１１を設置し
た構成を示す。
【０１０２】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射された、ビームウェイスト径φ0 、ビーム
開き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８によ
りアパーチャ１３を通過してグレーデッドインデックス
レンズ８３の端面に集光され、さらにグレーデッドイン
デッスクレンズ８３によりアパーチャ１１を通過して光
ファイバ入射端面でφs ±５０％の範囲のビーム直径φ
inに集光され、光ファイバ９内を集束性を保ったまま伝
送され、その後光ファイバ９の出射端より外部へ出力さ
れる。
【０１０３】以上のように、この実施の形態７において
は、アパーチャ１１を設けたことにより、グレーデッド
インデックスレンズ８３の光軸および光ファイバ９のコ
ア中心からずれたレーザビームは遮断される。この実施
の形態７の光伝送装置によると、グレーデッドインデッ
クスレンズ８３の光軸と光ファイバ９のコア中心の両方
に光軸が合致したレーザビームのみが光ファイバ９内を
伝送されるので、光軸ずれによる光ファイバ９の損傷防
止の機能がより完全なものとなる。また、光ファイバ９
の出射端にパワーメータ等を設置して出射されるレーザ
ビームのパワーモニタをすることにより、容易に集光レ
ンズ８又はグレーデッドインデックスレンズ８３の位置
調整を行うことができる。
【０１０４】実施の形態８．図１０は、この発明の実施
の形態８に係る光伝送装置を示す構成図である。図にお
いて、図１に示す実施の形態１の光伝送装置の説明で用
いられている番号と同一の番号は同一の構成要素を示
し、ここではその説明を省略する。図において、１４は
レーザビーム７０のごく一部のパワーを反射させるビー
ムスプリッタ、１５はビーム検出面とビームスプリッタ
１４間の距離が光ファイバ９の入射端面とビームスプリ
ッタ１４間との距離に等しくなるように設置された入射
ビームモニタ装置であり、例えば、スリットを走査さ
せ、スリット透過後のレーザビーム７０のパワーを検出
することにより、レーザビーム７０の位置及びビーム直
径を算出する装置である。１０４は入射ビームモニタ装
置１５で検知されるレーザビーム径及びビーム位置が設
計値になるようにレンズホルダ１０１を移動させるレン
ズホルダ移動装置（移動手段）である。
【０１０５】なお、図の光伝送装置には明示していない
が、レンズホルダ移動装置１０４はＤＣモータあるいは
ピエゾ素子から構成されており、例えば実施の形態１の
光伝送装置内のレンズホルダ１０１を構成する移動ステ
ージおよび十字動ステージに直接に接続され自動的に集
光レンズ８の位置の調整を行うことができるように構成
されている。
【０１０６】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８により
そのほとんどのパワーはビームスプリッタ１４を透過し
て光ファイバ９の入射端面に集光される。ビームスプリ
ッタ１４でごく一部反射されたレーザビームは入射ビー
ムモニタ装置１５上に光ファイバ９の入射端面と同じ直
径で集光される。入射ビームモニタ装置１５ではビーム
直径およびビーム位置を算出し、ここで得られたデータ
をレンズホルダ移動装置１０４へ送信し、これを元にレ
ンズホルダ移動装置１０４はＤＣモータあるいはピエゾ
素子などで集光レンズホルダ１０１を移動させる。具体
的には、例えばレーザビーム７０のビーム位置に関して
は所定の設定値におけるＸＹ方向からのずれ量によって
レンズホルダ１０１の移動量を決定する。また、光軸方
向の最適位置に関しては、レンズホルダ１０１内の移動
ステージを移動させてビーム直径が最小となる点を探索
する。この結果、レーザビーム７０は光ファイバ９の入
射端面の中心に、φs ±５０％の範囲のビーム直径φin
に集光され、このレーザビームは光ファイバ９内を集束
性を保ったまま伝送され、その後光ファイバ９の出射端
より外部へ出力される。
【０１０７】以上のように、この実施の形態８において
は、レーザビーム７０の最適な集光が自動的に行われる
とともに、レーザビーム７０の方向が仮に変化してもそ
れに追随して光軸調整が自動的に行われる。
【０１０８】実施の形態９．図１１は、この発明の実施
の形態９に係る光伝送装置９００を示す構成図である。
図において、図６および図１０に示す実施の形態４およ
び８の光伝送装置の説明で用いられている番号と同一の
番号は同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略
する。図において、図１０に示した実施の形態８の光伝
送装置の集光レンズ８の代わりに、図６に示した実施の
形態４の光伝送装置の構成と同様に、８１および８２で
示される２個あるいは２組の集光レンズを用いている。
【０１０９】次に動作について説明する。この実施の形
態９の光伝送装置によると、光ファイバ９の入射端面で
のレーザビーム７０のビーム直径とビーム位置をモニタ
しながら、入射ビームモニタ装置１５からの出力を基に
レンズホルダ移動装置１０４により２つの集光レンズ８
１、８２の位置を変えることが可能である。
【０１１０】以上のように、この実施の形態９において
は、ビームウェイストやビームの集束性が仮に変化して
も、自動的に追随して光ファイバ９の入射端面でのビー
ム径がφs ±５０％の範囲内に入るようにしてコア中心
に集光させることができる。
【０１１１】実施の形態１０．図１２は、この発明の実
施の形態１０に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１０に示す実施の形態８の光伝送装置の説
明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要素
を示し、ここではその説明を省略する。図において、１
５は、図１０に示した実施の形態８の光伝送装置と同
様、入射ビームモニタ装置を示すが、この実施の形態１
０の光伝送装置では、例えばＣＣＤカメラのような画像
入力装置を備えており、光ファイバ９の入射端面を直接
観測している。
【０１１２】次に動作に関しては、入射ビームモニタ装
置１５で、アパーチャ１３に入射するレーザビーム７０
のパワーを観測する以外の動作は実施の形態８の光伝送
装置の動作と同様であるのでここでは説明を省略する。
【０１１３】以上のように、この実施の形態１０におい
ては、実施の形態８の光伝送装置と同様、光軸調整を自
動的に行うことができる。さらに、この実施の形態１０
の光伝送装置ファイバ９の入射端面を直接観測している
ので、ファイバ９の端面の損傷などのモニタも同時に行
うことができ、安全装置としても用いることができる。
【０１１４】実施の形態１１．図１３は、この発明の実
施の形態１１に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１１に示す実施の形態９の光伝送装置の説
明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要素
を示し、ここではその説明を省略する。図において、１
４は光ファイバ９から出射されたレーザビームのごく一
部を反射させるビームスプリッタであり、１６は光ファ
イバ９から出射されたレーザビームをモニタする出射ビ
ームモニタ装置で、例えば、スリットを走査させ、出射
ビームのスリット透過後のパワーを検出することによ
り、ビーム直径を測定するモニタである。
【０１１５】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８１、８
２により光ファイバ９の入射端面で、φs ±５０％の範
囲のビーム直径φinに集光され、このレーザビーム７０
は光ファイバ９内を集束性を保ったまま伝送され、その
後光ファイバ９の出射端より外部へ出力される。光ファ
イバ９から出射されたビームの大部分はビームスプリッ
タ１４を透過して加工等に用いられるが、ごく一部のパ
ワーはビームスプリッタ１４により反射されて出射ビー
ムモニタ装置１６に入射される。出射ビームモニタ装置
１６は出射ビームのビーム直径を計測し、そのデータを
レンズホルダ移動装置１０４に出力する。レンズホルダ
移動装置１０４は、出射ビームモニタ装置１６から送ら
れてきたデータを受け取り、出射ビームモニタ装置１６
で計測されるビーム直径が最小となるように集光レンズ
８１、８２の位置を調節する。
【０１１６】以上のように、この実施の形態１１におい
ては、前述のように、レーザビームの集束性が良いほど
ビーム開き角が小さく、その結果出射ビームモニタ装置
１６で計測されるビーム直径が小さくなるので、上記の
手法で最適な入射条件が設定可能となる。また、上記の
実施の形態１１の光伝送装置では、同時に出射ビームの
集束性が概略常時モニタできる利点がある。なお、この
実施の形態１１の光伝送装置では、出射ビームを直接ビ
ームスプリッタ１４へ入射したが、光ファイバ９の出射
側に集光レンズを設置し、一旦レーザビームをコリメー
トしてからビームスプリッタ１４に入射しても良い。
【０１１７】実施の形態１２．図１４は、この発明の実
施の形態１２に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１３に示す実施の形態１１の光伝送装置の
説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要
素を示し、ここではその説明を省略する。図において、
１１は開口直径がφs よりも大きく、ファイバコア直径
φc よりも小さくなるように設定されているアパーチャ
であり、その開口中心がファイバ９のコア中心とほぼ一
致し、光ファイバ９の入射端に近い位置に設置されてい
る。１４は光ファイバ９から出射されたレーザビームの
ごく一部を反射させるビームスプリッタ、１６１はパワ
ーセンサである。
【０１１８】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射された、ビームウェイスト径φ0 、ビーム
開き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８１、
８２によりアパーチャ１１を通過して光ファイバ９の入
射端面でφs ±５０％の範囲のビーム直径φinに集光さ
れ、光ファイバ９内を集束性を保ったまま伝送し、その
後光ファイバ９の出射端より外部へ出力される。また、
アパーチャ１１を配置したことにより光ファイバ９の中
心からずれたレーザビームはこのアパーチャ１１により
遮断される。光ファイバ９からの出力の大部分はビーム
スプリッタ１４を透過し、ごく一部のパワーのみ反射さ
れパワーセンサ１６１に入射される。出射レーザビーム
のパワーのデータはレンズホルダ移動装置１０４にフィ
ードバックされ、出射レーザビームのパワーが最大にな
るように集光レンズ８１、８２の位置が調整される。
【０１１９】以上のように、この実施の形態１２におい
ては、図に示すような簡単な構成で集光レンズの位置調
整を自動的に行うことができる。また、図には明示して
いないが、出射レーザビームのパワーが極端に落ちたと
きにレーザ発振器１０を停止するフィードバックを行う
ことにより、光ファイバを損傷から守るための安全装置
にもなる。
【０１２０】実施の形態１３．図１５は、この発明の実
施の形態１３に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１３に示す実施の形態１１の光伝送装置の
説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要
素を示し、ここではその説明を省略する。図において、
１６２は光ファイバ９の出射側の光ファイバ９の光軸か
らずれた位置に設置されたフォトダイオードである。
【０１２１】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８１、８
２により光ファイバ９の入射端面でφs ±５０％の範囲
のビーム直径φinに集光され、光ファイバ９内を集束性
を保ったまま伝送され、光ファイバ９の出射端より外部
へ出力される。光ファイバ９へのレーザビーム７０の入
射条件が設定された値の範囲内にある場合、光ファイバ
９から出射されたレーザビームはほとんどフォトダイオ
ード１６２に検知されないが、光ファイバ９への入射条
件が設定値よりもずれている場合には出射ビームの開き
角が大きくなる。このためフォトダイオード１６２に入
力されるレーザビームのパワーが増大する。フォトダイ
オード１６２からの出力はレンズホルダ移動装置１０４
に入力され、レンズホルダ移動装置１０４はフォトダイ
オード１６２の出力が最小になるように集光レンズ８
１、８２の位置を調整制御する。
【０１２２】以上のように、この実施の形態１３におい
ては、実施の形態１２と同様に図に示した簡単な構成で
ファイバ９の入射端の光軸調整を自動的に行うことがで
きる。
【０１２３】実施の形態１４．図１６は、この発明の実
施の形態１４に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１３に示す実施の形態１１の光伝送装置の
説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要
素を示し、ここではその説明を省略する。図において、
１７は光ファイバ９の出射端近くに設置したアパーチ
ャ、１６１はパワーセンサである。
【０１２４】次に動作について説明する。アパーチャ１
７の直径は、レーザビーム７０が光ファイバ９の中心に
入射し、レーザビームの直径がφs ±５０％の範囲であ
るときにわずかにレーザビームを遮断するように設定し
ている。
【０１２５】以上のように、この実施の形態１４におい
ては、入射ビーム７０の位置ずれ等が生じたときにアパ
ーチャ１７で遮断されるパワーが増大し、パワーセンサ
１６１の出力が減少するため、パワーセンサ１６１の出
力が最大となるようにレンズホルダ移動装置１０４によ
り集光レンズ８１、８２の位置を調整制御することによ
り、図に示した簡単な構成でファイバ９の入射端面での
レーザビーム径の調整、ビーム位置の調整ができる。
【０１２６】実施の形態１５．図１７は、この発明の実
施の形態１５に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１０に示す実施の形態８の光伝送装置の説
明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要素
を示し、ここではその説明を省略する。図において、１
８は集束性設定機構であり、例えばボリューム、回転ス
イッチ、あるいはディジタル入力機器などで構成され、
これによりＭ2 を設定するものである。
【０１２７】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８により
光ファイバ入射端面に、φs ±５０％の範囲のビーム直
径φinに集光される。この条件を満足するようにレーザ
ビームが集光された場合、これまでの他の実施の形態の
説明で述べたように光ファイバ９の中心にレーザビーム
７０が入射したときは集束性を保って光ファイバ９内を
伝送されるが、中心からずれた位置にレーザビーム７０
が入射した場合は集束性の劣化が生ずる。
【０１２８】図１８は、コア直径φc ＝４００μｍ、中
心の屈折率ｎ0 ＝１．４７３、コアとクラッドの屈折率
差Δｎ＝０．０２１のグレーデッドインデックス光ファ
イバにＭ2 値が２０のＮｄ：ＹＡＧレーザビーム（波長
λ＝１．０６４μｍ）を伝播させた実験における、光フ
ァイバ９の入射端面での径方向のレーザビームの位置ず
れ量△ｘと出射ビームの集束値Ｍ2 outとの関係を示す説
明図である。この条件では前述のようにφs が１４８μ
ｍとなるので、入射されたレーザビームの位置が光ファ
イバ９のコア中心から８０μｍずれた場合であってもレ
ーザビームのすべてがこの光ファイバ９のコア内に導入
さる。よって、この位置ずれによる光ファイバ９からの
出射されるレーザビームのパワーの減少は無い。これよ
り、この実施の形態１５では、レーザビーム７０の入射
位置を８０μｍの範囲で移動させることにより出射レー
ザビームの集束性を制御することができ、Ｍ2 値で言う
と２０から５０の範囲の出射レーザビームを得ることが
できる。
【０１２９】そこで、この実施の形態１５の光伝送装置
では、集束性設定機構１８で指定した値に従い、あらか
じめ求めてあるずれ量（△ｘ）と出射レーザビーム集束
性（Ｍ2 値）の関係に基づいてレンズホルダ移動装置１
０４、レンズホルダ１０１により集光レンズ８の位置を
移動させ、その結果、光ファイバ９より集束性設定機構
１８で指定した集束性を持つビームを出射させる。
【０１３０】以上のように、この実施の形態１５におい
ては、容易に出射レーザビームの集束性を変化させるこ
とができ、溶接、切断など用途に応じて最適なパワーの
出射レーザビームを容易に得ることができる。
【０１３１】なお、この実施の形態１５の光伝送装置で
は光ファイバ９の入射端面での径方向のレーザビームの
ずれ量△ｘと出射レーザビームのＭ2 out値との関係を示
したが、レーザビーム７０の最小集光点が光ファイバ９
の軸方向にずれた場合にも、出射レーザビームのＭ2 out
値が変化する。よってこれを利用して、集束性設定機構
１８で指定した値に従い、あらかじめ得られている軸方
向のずれ量と出射レーザビームの集束性（Ｍ2 値）との
関係に基づいて、レンズホルダ移動装置１０４、レンズ
ホルダ１０１により集光レンズ８の位置を軸方向に移動
させ、その結果、集束性設定機構１８で指定した集束性
を持つレーザビームを光ファイバ９から出射させてもよ
い。
【０１３２】また、この実施の形態１５の光伝送装置で
は集光レンズ８により光ファイバ９の入射端面、または
その近傍で、φs ±５０％の範囲のビーム直径φinにレ
ーザビームを集光した例を示したが、この条件を満たさ
ないレーザビームに対しても、この実施の形態１５と同
様にして集光性の制御が行える。
【０１３３】実施の形態１６．図１９は、この発明の実
施の形態１６に係る光伝送装置を示す構成図である。図
において、図１７に示す実施の形態１５の光伝送装置の
説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要
素を示し、ここではその説明を省略する。図において、
１０５は光ファイバホルダ移動装置（移動手段）であ
り、該光ファイバホルダ移動装置１０５上に光ファイバ
ホルダ１０２を搭載し、光ファイバホルダ１０２の位置
を移動調整する。
【０１３４】次に動作について説明する。上記した実施
の形態１５の光伝送装置では、レンズホルダ移動装置１
０４及びレンズホルダ１０１により集光レンズ８の位置
を移動させ、その結果光ファイバ９より集束性設定機構
１８で指定した集束性を持つレーザビームを光ファイバ
９から外部へ出射させていたが、図に示すこの実施の形
態１６の光伝送装置では、光ファイバホルダ移動装置１
０５及び光ファイバホルダ１０２によりファイバ９の入
射端面の位置を移動させ、その結果集束性設定機構１８
で指定した集束性を持つレーザビームを光ファイバ９か
ら出射させる。
【０１３５】以上のように、この実施の形態１６におい
ては、集光レンズ８と光ファイバ９の入射端面の両方の
位置をレーザレンズホルダ１０１および光ファイバホル
ダ移動装置１０５により移動させることによって、光フ
ァイバ９から出射するビームの集束性を制御できる。
【０１３６】実施の形態１７．図２０は、この発明の実
施の形態１７に係る固体レーザ装置を示す断面構成図で
ある。同図において、１は全反射ミラー（レーザ共振
器）、２は部分反射コーティングが施された出力ミラー
（レーザ共振器）、３は活性固体媒質を含む固体素子
で、ヤグレーザを例にとれば活性固体媒質としてＮｄを
ドーピングしたＮｄ：ＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garn
et）、４は光源であって、例えばアークランプで形成さ
れている。５は光源４を点灯する電源、６は光源４の集
光器であって、例えば断面形状が楕円状で内面は光反射
面より構成されている。７は全反射ミラー１、部分反射
ミラー２で構成されたレーザ共振器内に発生したレーザ
光、１００はレーザ共振器を搭載する基台である。その
他の構成要素９、１０１、１０２は図１に示した光伝送
装置の構成要素と同一なのでその説明は省略する。
【０１３７】次に動作について説明する。光源４と固体
素子３は内面が光源４に対して反射体、例えば白色セラ
ミックで構成された集光器６の中に収納配置される。電
源５で点灯された光源４からの光が投光され、投光され
た光は、直接もしくは集光器６内で反射された後、間接
的に固体素子３に導かれる。固体素子３に導かれた光の
一部は固体素子３内に吸収され、固体素子３を励起して
レーザ媒質となる。レーザ媒質より発生された自然放出
光は全反射ミラー１と部分反射ミラー２で構成されるレ
ーザ共振器内を往復する間に増幅されてレーザ光７とな
り、所定値以上の大きさに達するとビームウェイスト径
がφ0 、ビーム開き角が２θのレーザビーム７０として
レーザ共振器の外部に放出される。外部へ取り出された
レーザビーム７０は、集光レンズ８により、光ファイバ
９の入射端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径が
φs ±５０％の範囲内のレーザビーム７０となるように
集光され、光ファイバ９内を集束性を保ったまま伝送さ
れ、その後光ファイバ９の出射端より外部へ出力され
る。
【０１３８】なお、上記説明では出力ミラー２を平面あ
るいは両面の曲率の絶対値が等しいメカニズム構造、す
なわちレンズとしてのパワーを持たない構造として説明
したが、出力ミラー２の透過特性が焦点距離ｆのレンズ
と同様の特性を持ち、かつビームウェイストがレーザ共
振器内にある場合は、光ファイバ９の入射端面での基準
ビーム直径の計算に用いるφ0 またはθの値を焦点距離
ｆとビームウェイストの出力ミラーからの距離から計算
して修正する必要がある。修正については簡単な幾何光
学計算により行うことができ、一般的に公知の事項なの
でここではその説明を省略する。
【０１３９】以上のように、この実施の形態１７におい
ては、レーザ発振器で増幅されたレーザ光７の集束性を
保持したままレーザビーム７０を光ファイバ９内を通じ
て伝送し、外部へ出力できる固体レーザ装置を得ること
ができる。
【０１４０】実施の形態１８．図２１は、この発明の実
施の形態１８に係る固体レーザ装置を示す断面構成図で
ある。図において、図２０に示す実施の形態１７の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
図において、２１は集光レンズ、２２は部分反射ミラ
ー、１０６は部分反射ミラー移動させるための部分反射
ミラー移動装置（移動手段）、１０７は集光レンズを移
動させるための集光レンズ移動装置（移動手段）であ
る。ここで、集光レンズ２１と部分反射ミラー２２は像
転写光学系を構成している。すなわち、集光レンズ２１
の焦点距離ｆr と部分反射ミラー２２の曲率半径を同じ
値に設定し、両者間の距離を２ｆr （１＋△）としてい
る。この像転写光学系においては△の値によって全体と
して非常に広い曲率の可変範囲をもつ可変曲率ミラーと
して機能する。
【０１４１】次に動作について説明する。集光レンズ２
１及び部分反射ミラー２２の微細な位置調整によってレ
ーザビーム７０のビームウェイスト位置およびビーム開
き角を広い範囲にわたって調節することができる。
【０１４２】以上のように、この実施の形態１８におい
ては、光ファイバ９の入射端面近傍に最小集光点を持
ち、そのビーム直径がφs ±５０％の範囲となるような
レーザビームを容易に調節できる。また、レーザ光７の
出力を調整するために光源４への電気入力を変化させた
ときに生じる固体素子３内での活性固体媒質の熱レンズ
の変化に対しても対応でき、上記のレーザビーム７０の
光ファイバ９への入射条件を保つことができる。
【０１４３】実施の形態１９．図２２は、この発明の実
施の形態１９に係る固体レーザ装置を示す断面構成図で
ある。図において、図２１に示す実施の形態１８の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
この実施の形態１９の固体レーザ装置では、実施の形態
１８の固体レーザ装置像転写光学系に加えて、図１６に
示す実施の形態１４の光伝送装置内のアパーチャ１７お
よびパワーセンサ１６１を構成要素に加えている。
【０１４４】次に動作について説明する。図における固
体レーザ装置では、光ファイバ９から出射されたレーザ
ビームを受けて、出射レーザビームのパワーを計測する
パワーセンサ１６１からの出力に基づいて集光レンズ２
１と部分反射ミラー２２の片方もしくは両方の位置を調
整する。
【０１４５】以上のように、この実施の形態１９におい
ては、実際に光ファイバ９の出射端から出射されたレー
ザビームの集束性をパワーセンサ１６１でモニタしなが
らレーザ共振器の調整を行うことができ、固体媒質の熱
レンズ変化に対応してもビームウェイスト位置、ビーム
直径の調整をより確実に、また自動的に行うことができ
る。また、光ファイバ９からの出射レーザビームの集束
性が常時モニタできる効果がある。
【０１４６】実施の形態２０．図２３は、この発明の実
施の形態２０に係る固体レーザ装置を示す断面構成図で
ある。図において、図２０に示す実施の形態１７の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
図において、１９は開口直径を外部から調節できる開口
可変アパーチャ、２０はレーザ光７の出力の設定を行う
出力設定機構であり、例えばボリューム、回転スイッ
チ、あるいはディジタル入力機器等のいずれかで構成さ
れている。開口可変アパーチャ１９はレーザ共振器の内
部に設置されている。
【０１４７】次に動作について説明する。この実施の形
態２０の固体レーザ装置において、集光レンズ８の焦点
距離および位置は、最大出力のレーザビーム７０を得る
ための条件の電気入力に対し、レーザビーム７０が光フ
ァイバ９の入射端面のごく近傍に最小集光点を持ち、そ
の直径がφs ±５０％の範囲となるように設定されてい
る。レーザビーム７０の出力の調節は、出力設定機構２
０の指示に従って機械的あるいは電気的に開口可変アパ
ーチャ１９の開口径を調節することによって行う。この
際、光源４への電気入力の変化はないので、固体素子の
熱レンズ効果は不変であり、共振器の光学的な条件はア
パーチャ１９によるレーザビームの外縁の遮蔽のみであ
る。この結果、レーザビームのビームウェイストの位置
も変化しない。アパーチャ１９の開口直径の変化によっ
てレーザビーム７０の出力、ビーム径、Ｍ2 値、ビーム
開き角は変化するが、一方ビームウェイストの位置とミ
ラーの曲率は変化しない。この条件下ではビーム径、ビ
ーム開き角がいずれもＭ2 値の平方根に比例することが
知られている。また、集光レンズ８により集光レンズ８
の左側のビームウェイストでの像を光ファイバ９の入射
端近傍へ結像しているので、ビームウェイストの位置が
変わらなければ、結像位置も倍率も変わらない。よっ
て、光ファイバ９の入射端近傍でのレーザビーム７０の
ビームウェイスト径はＭ2 値の平方根に比例する。一
方、φs もＭ2 値の平方根に比例する。したがって、ア
パーチャ１９の開口直径の変化でレーザビームのパワー
調整をした場合、レーザビーム７０は必ず光ファイバ９
の入射端面のごく近傍に最小集光点を持ち、その直径は
φs ±５０％の範囲となる。
【０１４８】以上のように、この実施の形態２０におい
ては、図に示すように簡単な構成でどのようなパワーを
有するレーザビームに対しても集束性を保ったまま光フ
ァイバ９内を通じて外部へ伝送できる。なお、この実施
の形態２０の固体レーザ装置では、従来型の共振器を用
いた構成について説明したが、共振器内部に像転写光学
系を含んだ固体レーザに適用してもよく同様の効果を得
ることができる。
【０１４９】実施の形態２１．図２４は、この発明の実
施の形態２１に係る固体レーザ装置を示す構成断面図で
ある。図において、図２１に示す実施の形態１８の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
図において、１９１は像転写光学系を構成する集光レン
ズ２１と部分反射ミラー２２との間に配置されたアパー
チャ、１０８はアパーチャ１９１を光軸方向に移動させ
るアパーチャ移動装置（調節手段）である。集光レンズ
８の焦点距離、位置は最大出力のレーザビームを取り出
す条件の電気入力に対し、レーザビームが、光ファイバ
９の入射端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径が
φs ±５０％の範囲となるように設定している。
【０１５０】次に動作について説明する。この実施の形
態２１の固体レーザ装置において、レーザビーム７０の
出力の調節は、出力設定機構２０の指示に従って、アパ
ーチャ移動装置１０８によりアパーチャ１９１を光ファ
イバ９の光軸方向に移動してレーザ光７の外縁を遮断し
て行う。
【０１５１】以上のように、この実施の形態２１におい
ては、前述した実施の形態２０の固体レーザ装置と同様
に、光源４へ供給される電気入力は変化しないので、固
体素子の熱レンズ効果は不変であり、実施の形態２０の
固体レーザ装置と同様、どのような出力のレーザビーム
に対しても集束性を保ったまま光ファイバ９内を通じて
外部へ伝送できる。なお、この実施の形態２１の固体レ
ーザ装置は、共振器内部に像転写光学系を含んだ共振器
について説明したが、従来型の共振器で構成される固体
レーザに適用してもよく同様の効果を得ることができ
る。
【０１５２】実施の形態２２．図２５は、この発明の実
施の形態２２に係る固体レーザ装置を示す構成断面図で
ある。図において、図２０に示す実施の形態１７の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
図の固体レーザ装置において、光源４と固体素子３は内
面が光源４に体して反射体、例えば白色セラミックで構
成された集光器６の中に配置されている。
【０１５３】次に動作について説明する。電源５からの
電圧の供給により点灯された光源４から光が投光され、
投光された光は、直接もしくは集光器６内で反射後間接
的に固体素子３に導かれる。固体素子３に導かれた光の
一部は固体素子３内に吸収され、固体素子３を励起して
レーザ媒質となる。レーザ媒質より発生された自然放出
光は全反射ミラー１と部分反射ミラー２で構成されるレ
ーザ共振器間を往復する間に増幅されてレーザ光７とな
り、所定値以上の大きさに達するとビームウェイスト径
φ0 、ビーム開き角２θのレーザビーム７０としてレー
ザ共振器の外部に放出される。外部へ取り出されたレー
ザビーム７０は、集光レンズ８によってファイバ入射端
面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径がφs ±５０
％の範囲となるように集光される。光ファイバホルダ移
動装置１０５、光ファイバホルダ１０１は、集束性設定
機構１８で指定した値に従いあらかじめ求めてあるずれ
量と出射レーザビーム集束性の関係に基づいて光ファイ
バ９の入射端面の位置を移動させ、その結果光ファイバ
９より集束性設定機構１８で指定された集束性を持つレ
ーザビームを外部へ出射させる。
【０１５４】以上のように、この実施の形態２２におい
ては、光ファイバ９から出射される出射レーザビームの
集束性を容易に変化させることができ、溶接、切断など
用途に応じて最適なパワーを有するレーザビームを出射
する固体レーザ装置を得ることができる。なお、この実
施の形態２２の固体レーザ装置では、光ファイバホルダ
移動装置１０５により光ファイバ９の入射端面の位置を
移動させたが、集光レンズホルダ移動装置を設けて集光
レンズ８の位置を移動させても良く、同様の効果を得る
ことができる。また、この実施の形態２２の固体レーザ
装置では、従来型の共振器について説明したが、共振器
内部に像転写光学系や、パワー調整のためのアパーチャ
を組み込んだ固体レーザ装置に使用してもよく、この場
合も同様の効果を得ることができる。
【０１５５】実施の形態２３．図２６は、この発明の実
施の形態２３に係る固体レーザ装置を示す構成図であ
る。図において、図２５に示す実施の形態２２の固体レ
ーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は同
一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。図
の固体レーザ装置において、レーザ共振器を構成する全
反射ミラー１と出力ミラー２は、同じ曲率を持ち、固体
素子３が共振器のほぼ中央に位置するいわゆる対称型共
振器として構成されている。光源４と固体素子３は内面
が光源４に対して反射体、例えば白色セラミックで構成
された集光器６の中に配置される。
【０１５６】次に動作について説明する。電源５から電
圧が供給されて点灯された光源４からの光が投光され、
投光された光は、直接もしくは集光器６内で反射後間接
的に固体素子３に導かれる。固体素子３に導かれた光の
一部は固体素子３内に吸収され、固体素子３を励起して
レーザ媒質と変える。このレーザ媒質より発生された自
然放出光は全反射ミラー１と部分反射ミラー２で構成さ
れるレーザ共振器間を往復する間に増幅されてレーザ光
７となり、所定値以上の大きさに達するとビームウェイ
スト径φ0 、ビーム開き角２θのレーザビーム７０とし
てレーザ共振器の外部に放出される。この構成を有する
共振器では非常に安定なレーザ発振が可能であるが、レ
ーザ出力レベルによってビームウェイスト径、ビーム開
き角が大きく変化するという特性も有する。その結果、
φ0 θの値も大きく変化し、これに比例するＭ2 値も大
きく変化する。
【０１５７】図２７は、ある対称型共振器構成における
入射ビームとレーザ出力と出射レーザビームのＭ2 値と
の関係を示す説明図である。図において、レーザ出力と
Ｍ2値との間係は細線で示されている。レーザ出力が小
さいほどＭ2 値の小さなレーザビームが発生している。
これから明らかなように、それぞれの出力レベルによっ
て高輝度ビームファイバ伝播のための入射ビーム直径が
異なる。
【０１５８】以上のように、この実施の形態２３におい
ては、最大のＭ2 値での３００Ｗ出力におけるφ0 θを
基準として、外部へ取り出されたレーザビーム７０が集
光レンズ８によって光ファイバ９の入射端面のごく近傍
に最小集光点を持ち、その直径が （φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ となるように集光し、他の出力レベルにおいても光学系
を移動させずにレーザビーム７０をそのまま伝播させ
る。
【０１５９】図の固体レーザ装置によると、レーザ出力
３００Ｗ時以外ではビーム直径等の変化によりファイバ
伝描後のＭ2 値が増加するが、もともとのビームのＭ2
値が３００Ｗ時より小さいため、レーザ出力によるＭ2
値の変化量がむしろ縮小され、レーザビームの出力が変
化た場合であっても集束性の変化が少ないレーザビーム
を出射する固体レーザ装置を得ることができる。
【０１６０】図２７の説明図内での太線は、細線で示さ
れるビームを３００Ｗ時のφ0 θに合わせてレーザビー
ムの入射ビーム径を調整してファイバ９内を伝播させた
実験結果を示している。図によると、入射ビームのＭ2
値の変化が５から２１なのに対し、出射ビームのＭ2 値
が１５から２２となっている。よって、実際にレーザビ
ームの出力が変化しても集束性の変化が少ないレーザビ
ームを出射する固体レザ装置を得ることができる。
【０１６１】実施の形態２４．図２８は、この発明の実
施の形態２４に係る固体レーザ装置を示す構成図であ
り、（ｂ）は（ａ）の平面図である。図において、図２
５、２６に示す実施の形態２２、２３の固体レーザ装置
の説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成
要素を示し、ここではその説明を省略する。図の固体レ
ーザ装置において、固体素子３は、薄板状のいわゆるス
ラブレーザ媒質で構成されている。スラブレーザ媒質は
厚み方向（以下ｙ方向）と幅方向（以下ｘ方向）で大き
さが異なるため、通常の球面レンズで共振器を構成する
と、ｘ方向でのφ0xθx とｙ方向でのφ0yθy との値が
大きく異なる。また、集光レンズとして、シリンドリカ
ルレンズ８４、８５を用いている。
【０１６２】次に動作について説明する。図に示すこの
実施の形態２４では、シリンドリカルレンズ８４、８５
を用いてｘ方向とｙ方向を独立に集光させる。すなわ
ち、外部へ取り出されたレーザビーム７０を、ｘ方向に
関してはシリンドリカルレンズ８４によってファイバ９
の入射端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径が （φc φ0xθx （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ ｙ方向に関してはシリンドリカルレンズ８５によってフ
ァイバ入射端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径
が （φc φ0yθy （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ となるようにレーザビーム７０を集光する。
【０１６３】以上のように、この実施の形態２４におい
ては、光ファイバ９から出射される出射レーザビームの
Ｍ2 値は光ファイバ９に入射される入射レーザビームの
ｘ方向のＭ2 値とｙ方向のＭ2 値との間の値をとり、ｘ
方向とｙ方向で集光性能が異なる発振器に対しファイバ
９内を伝播後も全体として集光性能が保存されたレーザ
ビームを出射する固体レーザ装置を得ることができる。
さらにまた、ファイバ伝播の過程でビームの異方性が改
善されるという効果も併せてもつ。
【０１６４】実施の形態２５．図２９は、この発明の実
施の形態２５に係る固体レーザ装置を示す構成図であ
る。図２９の（ｂ）は（ａ）の平面図である。図におい
て、図２５、２６、２８に示す実施の形態２２、２３、
２４の固体レーザ装置の説明で用いられている番号と同
一の番号は同一の構成要素を示し、ここではその説明を
省略する。図の固体レーザ装置において、固体素子３は
スラブレーザ媒質で構成されており、またレーザ共振器
は、ｘ方向については安定型、ｙ方向については一次元
不安定型のいわゆるハイブリッド共振器として構成され
ている。また、集光レンズはシリンドリカルレンズ８
４，８５で構成されている。
【０１６５】次に動作について説明する。図の固体レー
ザ装置内で用いられている共振器では、原理的に集光性
能の優れたレーザビームを発生される。一般には、不安
定型共振器の方が集光性能の良いレーザビームを得やす
いが、ｘ方向でのφ0xθx とｙ方向でのφ0yθy と値が
大きく異なりその関係はφ0xθx ＜φ0yθy となる。こ
の実施の形態２５の固体レーザ装置においても、前記し
た実施の形態２４の固体レーザ装置と同様に、シリンド
リカルレンズ８４、８５を用いてレーザビーム７０のｘ
方向とｙ方向を独立に集光させる。すなわち、外部へ取
り出されたレーザビーム７０を、ｘ方向に関してはシリ
ンドリカルレンズ８４によってファイバ９の入射端面の
ごく近傍に最小集光点を持ちその直径が （φc φ0xθx （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ ｙ方向に関してはシリンドリカルレンズ８５によってフ
ァイバ入射端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直径
が （φc φ0yθy （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ となるように集光する。
【０１６６】以上のように、この実施の形態２５におい
ては、前述した実施の形態２３、２４の固体レーザ装置
と同様、光ファイバ９から出射される出射レーザビーム
のＭ2 値は、光ファイバ９に入射される入射レーザビー
ムのｘ方向のＭ2 値とｙ方向のＭ2 値との間の値をと
り、光ファイバ９内を伝播後も集光性能の優れたレーザ
ビームを出射する固体レーザ装置を得ることができる。
【０１６７】実施の形態２６．図３０は、この発明の実
施の形態２６に係る固体レーザ装置を示す構成図であ
る。図３０の（ｂ）は（ａ）の平面図である。図におい
て、図２５、２６、２８、２９に示す実施の形態２２、
２３、２４、２５の固体レーザ装置の説明で用いられて
いる番号と同一の番号は同一の構成要素を示し、ここで
はその説明を省略する。図において、固体素子３はスラ
ブレーザ媒質で構成され、レーザ共振器はハイプリッド
共振器として構成されている。集光レンズ８は通常の球
面レンズで構成されている。
【０１６８】次に動作について説明する。レーザビーム
７０の光ファイバ９の入射端への集光は通常の集光レン
ズ８で行う。そして、ｙ方向に関してファイバ入射端面
のごく近傍に最小集光点を持ち、最小集光点の直径が （φc φ0yθy （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ となるようにレーザビーム７０を集光する。一方、Ｘ方
向については最小集光点の位置、最小集光点の直径が最
適値からかなりずれることが予想される。しかしながら
この実施の形態２６の固体レーザ装置内の共振器は、φ
0xθx ＜φ0yθyの関係を有し、出射レーザビームのＭ2
値は、入射レーザビームのｘ方向のＭ2値とｙ方向のＭ
2 値との間の値をとる。したがって、ｘ方向についての
最小集光点の位置、最小集光点の直径が少々最適値から
ずれた場合であっても、光ファイバ９から出射される出
射レーザビームのＭ2 値はｙ方向の入射ビームのＭ2 値
程以下となり、その結果、全体として優れた集光性能を
保存したまま光ファイバ９内の伝播が可能である。
【０１６９】以上のように、この実施の形態２６におい
ては、ｘ方向とｙ方向で集光性能が異なる発振器を用い
た場合であっても、図に示したように非常に簡単なレン
ズ構成で、光ファイバ９内の伝播後も全体として集光性
能が大きく損なわれないレーザビームを出射できる固体
レーザ装置を得ることができる。さらにまた、光ファイ
バ９内の伝播過程でレーザビームの異方性が改善される
という効果も有する。
【０１７０】実施の形態２７．図３１は、この発明の実
施の形態２７に係るレーザ加工装置を示す構成図であ
る。図において、図１に示す実施の形態１の光伝送装置
の説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成
要素を示し、ここではその説明を省略する。図におい
て、２３は集光レンズ（集光光学系）、８００は被加工
物、８１０は加工ノズル、８２０は加工ガスの導入口で
ある。
【０１７１】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角２θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８によ
り光ファイバ９の入射端面でφs±５０％の範囲のビー
ム直径に集光され、光ファイバ９内を集束性を保ったま
ま伝送され、その後光ファイバ９の出射端より外部へ出
力される。このレーザ光は集光レンズ２３によりさらに
集光され、この集光されたレーザビームを用いて被加工
物８００はレーザ加工される。
【０１７２】以上のように、この実施の形態２７におい
ては、光ファイバ９から出射する集束性の保たれたレー
ザビームをさらに集光レンズ２３で集光しているので、
被加工物８００の切断、溶接等において、きわめて高精
度なレーザ加工が可能である。
【０１７３】なお、この実施の形態２７のレーザ加工装
置の説明においては、図１に示した実施の形態１に係る
光伝送装置を用いたが、図４に示した実施の形態２に係
る光伝送装置、から図１６に示した実施の形態１４に係
る光伝送装置、ならびに図２０に示した実施の形態１７
に係る固体レーザ装置から図２４に示した実施の形態２
１に係る固体レーザ装置を用いた場合にも同様の効果を
得ることができる。
【０１７４】実施の形態２８．図３２は、この発明の実
施の形態２８に係るレーザ加工装置を示す断面構成図で
ある。図において、図２５に示す実施の形態２２の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
図において、光源４と固体素子３は、内面が光源４に体
して反射体、例えば白色セラミックで構成された集光器
６の中に配置される。
【０１７５】次に動作について説明する。電源５からの
電圧の供給により点灯された光源４から光が投光され、
投光された光は、直接もしくは集光器６内で反射後間接
的に固体素子３に導かれる。固体素子３に導かれた光の
一部は固体素子３に吸収され、固体素子３を励起してレ
ーザ媒質となる。レーザ媒質より発生された自然放出光
は全反射ミラー１と部分反射ミラー２で構成されるレー
ザ共振器間を往復する間に増幅されてレーザ光７とな
り、所定値以上の大きさに達するとビームウェイスト径
φ0 、ビーム開き角２θのレーザビーム７０としてレー
ザ共振器の外部に放出される。外部へ放出されたレーザ
ビーム７０は集光レンズ８によって光ファイバ９の入射
端面のごく近傍に最小集光点を持ち、その直径がφs ±
５０％の範囲となるように集光される。集束性設定機構
１８で指定した値に従って、あらかじめ設定されている
ずれ量と出射レーザビーム集束性のと関係に基づいて、
光ファイバ９の入射端面の位置を光ファイバホルダ移動
装置１０５、光ファイバホルダ１０２により移動させ
る。その結果、光ファイバ９より集束性設定機構１８で
指定した集束性を持つレーザビームを出射させる。この
レーザビームは集光レンズ２３によりさらに集光され、
この集光されたレーザビームを用いて被加工物８００の
レーザ加工を行なう。
【０１７６】以上のように、この実施の形態２８におい
ては、光ファイバ９によるレーザビーム７０の伝送を、
集束性を保った状態から集束性を変化させた状態に故意
に変えることが可能なので、容易に出射ビームの集束性
を変化させることができ、溶接、切断などにおいて、高
精度なレーザ加工、広い面積の加工等が自由に選択可能
であり、用途に応じて最適な出射ビームを容易に得るこ
とができる。
【０１７７】なお、この実施の形態２８のレーザ加工装
置の説明においては、図２５に示した実施の形態２２に
係る固体レーザ装置を用いたが、図１７に示した実施の
形態１５に係る光伝送装置または図１９に示した実施の
形態１６に係る光伝送装置１６００を用いた場合にも同
様の効果を得ることができる。
【０１７８】実施の形態２９．図３３は、この発明の実
施の形態２９に係るレーザ加工装置を示す構成図であ
る。図において、図１に示す実施の形態１の光伝送装置
および図３１に示す実施の形態２７のレーザ加工装置の
説明で用いられている番号と同一の番号は同一の構成要
素を示し、ここではその説明を省略する。
【０１７９】次に動作について説明する。レーザ発振器
１０から出射されたビームウェイスト径φ0 、ビーム開
き角２θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８から
光ファイバ入射端面でφs ±５０％の範囲のビーム直径
φinに集光され、光ファイバ９内を集束性を保ったまま
伝送され、その後光ファイバ９の出射端より外部へ出力
される。図においては、この比から出射されたレーザビ
ームを集光せずに、そのまま直接に被加工物８００に照
射しレーザ加工を行なう。
【０１８０】以上のように、この実施の形態２９におい
ては、光ファイバ９によるレーザビームの伝送が集束性
を保ったまま行なわれるので、光ファイバ９の出射端か
ら出射されるレーザビームの開き角が従来に比較して小
さく、例えばレーザ焼き入れなどの比較的照射面積の大
きなレーザ加工であれば、図３１、３２に示した実施の
形態２７、２８での集光レンズ２３を用いることなし
に、図に示すように非常に簡単な構成で行うことができ
る。
【０１８１】なお、この実施の形態２９においては、図
１に示した実施の形態１に係る光伝送装置を用いて説明
を行ったが、図４に示した実施の形態２の光伝送装置か
ら図１９に示した実施の形態１６に係る光伝送装置を用
いた場合にも同様の効果を得ることができる。図４に示
した実施の形態２の光伝送装置を用いた場合、ビーム開
き角２θを持つレーザビーム７０は、集光レンズ８から
アパーチャ１１を介して光ファイバ９の入射端面でφs
±５０％の範囲のビーム直径φinに集光され、光ファイ
バ９内を集束性を保ったまま伝送されし、図３３に示す
様に光ファイバ９の出射端より外部へ出力される。
【０１８２】実施の形態３０．図３４は、この発明の実
施の形態３０に係るレーザ加工装置を示す構成断面図で
ある。図において、図２０に示す実施の形態１７の固体
レーザ装置の説明で用いられている番号と同一の番号は
同一の構成要素を示し、ここではその説明を省略する。
図において、光源４と固体素子３は内面が光源４に対し
て反射体、例えば白色セラミックで構成された集光器６
の中に配置されている。
【０１８３】次に動作について説明する。電源５からの
電圧の供給により点灯された光源４からの光が投光さ
れ、投光された光は、直接もしくは集光器６内で反射後
間接的に固体素子３に導かれる。固体素子３に導かれた
光の一部は固体素子３に吸収され、固体素子３は励起さ
れレーザ媒質となる。レーザ媒質より発生された自然放
出光はミラー１と２で構成されるレーザ共振器間を往復
する間に増幅されてレーザ光７となり、所定値以上の大
きさに達するとビームウェイスト径φ0 、ビーム開き角
２θのレーザビーム７０としてレーザ共振器の外部に放
出される。外部へ取り出されたレーザビーム７０は集光
レンズ８によって光ファイバ９の入射端面のごく近傍に
最小集光点を持ち、その直径がφs ±５０％の範囲のビ
ーム直径φinを有するレーザビーム７０に集光され、光
ファイバ９内を集束性を保ったまま伝送され、光ファイ
バ９の出射端より外部へ出力される。この光ファイバ９
から出射されたレーザビームを集光せずにそのまま直接
の被加工物に照射、加工物のレーザ加工を行なう。
【０１８４】以上のように、この実施の形態３０におい
ては、光ファイバ９によるレーザビームの伝送が集束性
を保ったまま行なわれるので、光ファイバ９の出射端か
ら出射されるレーザビームの開き角が従来に比較して小
さく、例えばレーザ焼き入れなどの比較的照射面積の大
きなレーザ加工が図３４に示されるように非常に簡単な
構成で実行できる。なお、この実施の形態３０のレーザ
加工装置においては、図２０に示した実施の形態１７に
係る固体レーザ装置を用いて説明を行ったが、図２１に
示した実施の形態１８に係る固体レーザ装置から図２５
に示した実施の形態２２に係る固体レーザ装置を用いた
場合にも同様の効果を得ることができる。
【０１８５】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、光ファイバをグレーデッドインデックス光ファイ
バで構成し、光ファイバのコア径φc 、コア中心での屈
折率ｎ0 、コア中心とコア周囲部の屈折率差△ｎ、レー
ザ光のビームウェイストでの直径φ0 、レーザ光のビー
ム開き角２θである時、レーザ光が光ファイバの入射端
面上または光ファイバ入射端面近傍に最小集光点を持
ち、最小集光点での直径φinが ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 Δｎ）-1/2）1/2 となるようなファイバ入射光学系を備えたので、レーザ
共振器で発生された高集束性のレーザビームを集束性の
レベルの減少なく光ファイバの出射端から出射できる効
果がある。
【０１８６】請求項２記載の発明によれば、大出力のレ
ーザ光等、マルチモードレーザビームを発振するレーザ
発振器を用いた場合においても同様の効果がある。
【０１８７】請求項３記載の発明によれば、レーザ光の
波長をλとした時に、πθφ0 ／λの値が１００以下と
なるように設定されるので、集束性のレベルが低下する
ことなく光ファイバの出射端からレーザビームを出射で
きる効果がある。
【０１８８】請求項４記載の発明によれば、光ファイバ
の入射端近傍にアパーチャを設置したので、光ファイバ
の入射端付近の不要な場所へのレーザ照射を防止でき、
光ファイバを保護できる効果がある。
【０１８９】請求項５記載の発明によれば、光ファイバ
の出射端近傍にアパーチャを設置したので、出射側で反
射される反射ビームがクラッド等に照射されるのをアパ
ーチャにより防止でき、反射ビームの影響を最小限にと
どめ、光ファイバを保護できる効果がある。
【０１９０】請求項６記載の発明によれば、二枚もしく
は二組の集光レンズを用いてファイバ入射光学系を構成
したので、レーザ光のビーム特性に合わせて光ファイバ
入射端面でのビーム直径を容易に調整することができる
効果がある。
【０１９１】請求項７記載の発明によれば、集光レンズ
の１つとしてグレーデッドインデックスレンズを用い、
光ファイバの近接位置に配置したので、グレーデッドイ
ンデックスレンズの位置を少し調整することにより、広
い範囲のレーザビームのビーム特性に合わせながら、光
ファイバの入射端面でのビーム直径を容易に調整するこ
とができ、様々な応用が可能となる効果がある。
【０１９２】請求項８記載の発明によれば、グレーデッ
ドインデックスレンズの入射端近傍にアパーチャを設置
したので、このアパーチャによりグレーデッドインデッ
クスレンズならびに光ファイバの入射端面周辺への思わ
ぬレーザ光照射を防止でき、これらを保護できる効果が
ある。
【０１９３】請求項９記載の発明によれば、入射ビーム
モニタ装置と集光レンズのための移動手段を設置したの
で、レーザビームの最適な集光を自動的にできる効果が
ある。
【０１９４】請求項１０記載の発明によれば、出射ビー
ムモニタ装置と集光レンズための移動手段を設置したの
で、レーザビームの最適な集光を自動的にできるととも
に出射ビームの集束性を常時モニタでき、装置の状態を
随時監視できる効果がある。
【０１９５】請求項１１記載の発明によれば、光ファイ
バの入射側に設置したアパーチャと出射側に設置したパ
ワーセンサとで出射ビームモニタ装置を構成したので、
非常に簡単な構成でレーザビームの自動的な最適集光が
可能となる効果がある。
【０１９６】請求項１２記載の発明によれば、光ファイ
バの出射側の光軸よりずれた位置に設置したフォトダイ
オードにより出射ビームモニタ装置を構成したので、レ
ーザビームの自動的な最適集光が可能となり、装置の状
態を随時監視できる効果がある。
【０１９７】請求項１３記載の発明によれば、光ファイ
バの出射側に設置したアパーチャとパワーセンサにより
出射ビームモニタ装置を構成したので、非常に簡単な構
成でレーザビームの最適な集光を自動的に行うことがで
き、出射ビームの集束性を常時モニタできる効果があ
る。
【０１９８】請求項１４記載の発明によれば、集光レン
ズと光ファイバの入射端面の片方もしくは両方の位置を
移動させる移動手段を設置して双方の位置関係を最適な
集光位置に移動できるようにしたので、集束性を任意に
変化できる光伝送装置を容易に得られる効果がある。
【０１９９】請求項１５記載の発明によれば、レーザ媒
質となる固体素子、レーザ共振器及びこの発明の光伝送
装置により固体レーザ装置を構成し、さらにレーザ共振
器内にミラーと集光レンズからなる像転写光学系、及び
それらの移動手段を備えたので、共振器内部の像転写光
学系により高集束性を持つビームを発振すると同時に、
光ファイバの入射端面のビーム直径をφs ±５０％の範
囲となるように容易に調整可能であり、高集束性のレー
ザビームを得ることができる効果がある。
【０２００】請求項１６記載の発明によれば、光ファイ
バからの出射ビームを計測するモニタ装置を備えたので
レーザ共振器のレーザ光の集束性のレベルを自動調整で
き、これにより集束性のレベルを保持したまま光ファイ
バ伝送を行うことができる効果がある。
【０２０１】請求項１７記載の発明によれば、レーザ共
振器内にアパーチャならびにアパーチャ開口直径の調節
手段を設けたので、レーザ光学系を調節することなくあ
らゆるレーザ出力の要求に対し常にレーザ光の集束性の
レベルを保ったまま光ファイバを介してレーザ光を出射
できる効果がある。
【０２０２】請求項１８記載の発明によれば、レーザ共
振器内にアパーチャならびにアパーチャの光軸方向の移
動手段を設けたので、レーザ光学系を調節することなく
あらゆるレーザ出力の要求に対し常にレーザ光の集束性
を保ったまま光ファイバを介してレーザ光を出射できる
効果がある。
【０２０３】請求項１９記載の発明によれば、対称型共
振器において外部へ取り出されたレーザ光を、φ0 θの
大きな出力レベルにおいてファイバ入射端面のごく近傍
に最小集光点を持ちその直径が （φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０％ となるように集光したので、レーザ出力が変化しても集
束性の変化が少ないレーザビームを出射できる固体レー
ザ装置を得られる効果がある。
【０２０４】請求項２０記載の発明によれば、固体素子
３がスラブレーザ媒質で構成され、外部へ取り出された
レーザ光を、ｘ方向とｙ方向で独立に集光し、それぞれ
ファイバ入射端面のごく近傍に最小集光点を持ちその直
径が （φc φ0xθx （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ （φc φ0yθy （２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ となるように集光したので、ｘ方向とｙ方向で集光性能
が異なるレーザ発振器に対しファイバ伝播後も全体とし
て集光性能が保存されたレーザビームを出射できる固体
レーザ装置を得ることができる効果がある。
【０２０５】請求項２１記載の発明によれば、固体素子
３がスラブレーザ媒質で構成され、φ0 θの大きい方向
に関してファイバ入射端面のごく近傍に最小集光点を持
ち、最小集光点の直径が （φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）- 1/2）1/2 ±５０％ となるように集光したので、ｘ方向とｙ方向で集光性能
が異なる発振器に対し非常に簡単なレンズ構成で、ファ
イバ伝播後も全体として集光性能が大きく損なわれない
レーザビームを出射できる固体レーザ装置を得ることが
できる効果がある。
【０２０６】請求項２２記載の発明によれば、この発明
の光伝送装置または固体レーザ装置から出射されたレー
ザ光を、さらに集光するための集光光学系で集光し被加
工物に照射しレーザ加工を行なうようにしたので、光フ
ァイバ伝送を行ったにも関わらず極めて高精度のレーザ
加工ができる効果がある。
【０２０７】請求項２３記載の発明によれば、この発明
の光伝送装置または固体レーザ装置から出射されたレー
ザ光を直接被加工物に照射しレーザ加工を行なうように
したので、集光レンズなしの非常に簡単な構成でレーザ
焼き入れ等の加工が可能である効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による光伝送装置を
示す構成図である。
【図２】 グレーデッドインデックス光ファイバ内での
レーザビームの伝播状況を示す説明図である。
【図３】 集光レンズの焦点距離を変化させて出射ビー
ムのＭ2 値（Ｍ2 out）を測定した実験結果を示す説明図
である。
【図４】 この発明の実施の形態２による光伝送装置を
示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３による光伝送装置を
示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態４による光伝送装置を
示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態５による光伝送装置を
示す構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態６による光伝送装置を
示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態７による光伝送装置を
示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態８による光伝送装置
を示す構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態９による光伝送装置
を示す構成図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１０による光伝送装
置を示す構成図である。
【図１３】 この発明の実施の形態１１による光伝送装
置を示す構成図である。
【図１４】 この発明の実施の形態１２による光伝送装
置を示す構成図である。
【図１５】 この発明の実施の形態１３による光伝送装
置を示す構成図である。
【図１６】 この発明の実施の形態１４による光伝送装
置を示す構成図である。
【図１７】 この発明の実施の形態１５による光伝送装
置を示す構成図である。
【図１８】 グレーデッドインデックス光ファイバにお
ける光ファイバ入射端でのレーザビームの位置ずれと出
射ビームの集束値との関係を示す説明図である。
【図１９】 この発明の実施の形態１６による光伝送装
置を示す構成図である。
【図２０】 この発明の実施の形態１７による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２１】 この発明の実施の形態１８による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２２】 この発明の実施の形態１９による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２３】 この発明の実施の形態２０による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２４】 この発明の実施の形態２１による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２５】 この発明の実施の形態２２による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２６】 この発明の実施の形態２３による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２７】 図２６に示す実施の形態２３における入射
ビームと出射ビームのＭ2 値との関係を示す説明図であ
る。
【図２８】 この発明の実施の形態２４による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図２９】 この発明の実施の形態２５による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図３０】 この発明の実施の形態２６による固体レー
ザ装置を示す構成図である。
【図３１】 この発明の実施の形態２７によるレーザ加
工装置を示す構成図である。
【図３２】 この発明の実施の形態２８によるレーザ加
工装置を示す構成図である。
【図３３】 この発明の実施の形態２９によるレーザ加
工装置を示す構成図である。
【図３４】 この発明の実施の形態３０によるレーザ加
工装置を示す構成図である。
【図３５】 従来の光伝送装置を示す構成図である。
【図３６】 レーザビームの集束性の指標Ｍ2 を示す説
明図である。
【図３７】 光ファイバへの入射角と出射角との関係を
示す説明図である。
【符号の説明】
１ 全反射ミラー（レーザ共振器）、２ 出力ミラー
（レーザ共振器）、３固体素子、４ 光源、７ レーザ
光、８、８１、８２ 集光レンズ（光ファイバ入射光学
系）、９ 光ファイバ（グレーデッドインデックス光フ
ァイバ）、１０レーザ発振器、１１，１２，１３，１
７，１９１ アパーチャ、１５ 入射ビームモニタ装
置、１６ 出射ビームモニタ装置、２０ 出力設定機構
（調節手段）、２１ 集光レンズ（像転写光学系）、２
２ 部分反射ミラー（像転写光学系）、２３ 集光レン
ズ（集光光学系）、７０ レーザビーム、８３ グレー
デッドインデックスレンズ、８４、８５ シリンドリカ
ルレンズ（光ファイバ入射光学系）、１０４ レンズホ
ルダ移動装置（移動手段）、１０５ 光ファイバホルダ
移動装置（移動手段）、１０６ 部分反射ミラー移動装
置（移動手段）、１０７ 集光レンズ移動装置（移動手
段）、１０８ アパーチャ移動装置（調節手段）、１６
１ パワーセンサ、１６２ フォトダイオード、８００
被加工物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/18 6/32 (72)発明者 熊本 健二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 岩城 邦明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 グレーデッドインデックス光ファイバか
    ら構成され、前記光ファイバのコア径がφc 、コア中心
    での屈折率がｎ0 、コア中心とコア周囲部の屈折率差が
    △ｎの光ファイバと、レーザ光のビームウェイストでの
    直径がφ0 、前記レーザ光のビーム開き角が２θである
    時、前記レーザ光が前記光ファイバの入射端面上または
    前記光ファイバの入射端面近傍に最小集光点を持ち、前
    記最小集光点での直径φinが ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 Δｎ）-1/2）1/2 となるような光ファイバ入射光学系とを備えたレーザ光
    を光ファイバで伝送する光伝送装置。
  2. 【請求項２】 レーザ光としてマルチモードレーザビー
    ムを用いていることを特徴とする請求項１記載の光伝送
    装置。
  3. 【請求項３】 レーザ光の波長をλとした時に、前記レ
    ーザ光の集束性πθφ0 ／λの値が１００以下となるこ
    とを特徴とする請求項１または請求項２記載の光伝送装
    置。
  4. 【請求項４】 光ファイバの入射端面近傍に、開口部の
    直径が光ファイバのコア径φc よりも小さく、かつφs
    よりも大きな値を有するアパーチャを備えたことを特徴
    とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載
    の光伝送装置。
  5. 【請求項５】 光ファイバの出射端面近傍に、開口部の
    直径が光ファイバのコア径φc よりも小さく、かつφs
    よりも大きな値を有するアパーチャを備えたことを特徴
    とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載
    の光伝送装置。
  6. 【請求項６】 光ファイバ入射光学系は集光レンズを有
    しており、前記集光レンズは二枚または二組の集光レン
    ズにより構成されたことを特徴とする請求項１から請求
    項５のうちのいずれか１項記載の光伝送装置。
  7. 【請求項７】 光ファイバに近接している側の集光レン
    ズはグレーデッドインデックスレンズから構成されてお
    り、前記グレーデッドインデックスレンズを前記光ファ
    イバに近接または密着して設置したことを特徴とする請
    求項６記載の光伝送装置。
  8. 【請求項８】 グレーデッドインデックスレンズの入射
    端近傍にアパーチャを備えたことを特徴とする請求項７
    記載の光伝送装置。
  9. 【請求項９】 光ファイバのレーザ光入射端面でのレー
    ザビームの大きさを計測する入射ビームモニタ装置、及
    び光ファイバ入射光学系の位置を移動させる移動手段を
    さらに備え、前記入射ビームモニタ装置からの出力をも
    とに前記光ファイバ入射光学系の位置を調整することを
    特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項
    記載の光伝送装置。
  10. 【請求項１０】 光ファイバからの出射ビームを計測す
    る出射ビームモニタ装置、及び光ファイバ入射光学系の
    位置を移動させる移動手段をさらに備え、前記出射ビー
    ムモニタ装置からの出力をもとに前記光ファイバ入射光
    学系の位置を調整することを特徴とする請求項１から請
    求項８のうちのいずれか１項記載の光伝送装置。
  11. 【請求項１１】 出射ビームモニタ装置はパワーセンサ
    により構成され、光ファイバの入射端面近傍にアパーチ
    ャを設置し、前記パワーセンサで検知されるレーザビー
    ムの出力が最大になるようにファイバ入射光学系を移動
    することを特徴とする請求項１０記載の光伝送装置。
  12. 【請求項１２】 出射ビームモニタ装置は、光ファイバ
    の出射側の光軸からずれた位置に設置したフォトダイオ
    ードで構成され、前記フォトダイオードの出力が最小に
    なるようにファイバ入射光学系を移動することを特徴と
    する請求項１０記載の光伝送装置。
  13. 【請求項１３】 出射ビームモニタ装置は、光ファイバ
    の出射側に設置したアパーチャと前記アパーチャを通過
    したレーザビームを検知するパワーセンサにより構成さ
    れ、前記アパーチャを通過するレーザビームのパワーが
    最大になるようにファイバ入射光学系を移動することを
    特徴とする請求項１０記載の光伝送装置。
  14. 【請求項１４】 レーザ光を発振するレーザ発振器と、
    前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を集光する集
    光レンズと、前記集光レンズで収束された前記レーザ光
    を光ファイバの入射端面に集光し、前記光ファイバで伝
    送する光ファイバ入射光学系を有する光伝送装置におい
    て、前記光ファイバはグレーデッドインデックス光ファ
    イバから構成され、さらに前記光ファイバ入射光学系と
    前記光ファイバの入射端面の片方または両方の位置を移
    動させる移動手段を備え、前記光ファイバ入射光学系と
    前記光ファイバの入射端面の片方または両方の位置を移
    動させることによって前記光ファイバから出射するレー
    ザビームの集束性を制御することを特徴とする光伝送装
    置。
  15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のうちのいず
    れか１項記載の光伝送装置と、光源から投光された光で
    励起されてレーザ媒質となり、光を発生する固体素子
    と、前記レーザ媒質から発生した光をレーザ光として取
    り出すレーザ共振器と、前記レーザ共振器内に少なくと
    もミラーと集光レンズとの組み合わせで構成される像転
    写光学系と、前記ミラーと前記集光レンズとを前記レー
    ザ共振器の光軸方向に移動させる移動手段とを備え、前
    記ミラーと前記集光レンズの片方または両方を移動する
    ことにより前記光ファイバの入射端面に入射されるレー
    ザビームのビーム直径を調節することを特徴とする固体
    レーザ装置。
  16. 【請求項１６】 光ファイバから出射される出射レーザ
    ビームのパワーの大きさを計測する出射ビームモニタ装
    置をさらに備え、前記出射ビームモニタ装置からの出力
    をもとにミラーと集光レンズの片方または両方を移動す
    ることを特徴とする請求項１５記載の固体レーザ装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１から請求項１４のうちのいず
    れか１項記載の光伝送装置と、光源から投光された光で
    励起されてレーザ媒質となり、光を発生する固体素子
    と、前記レーザ媒質から発生された光をレーザ光として
    取り出すレーザ共振器と、前記レーザ共振器内に置かれ
    たアパーチャ及び前記アパーチャの開口部の直径を増減
    する調節手段とから構成され、前記固体素子を励起する
    ためのレーザ励起入力を一定に保ったままで、前記アパ
    ーチャの開口直径を増減することにより、前記レーザ光
    のパワーを調節することを特徴とする固体レーザ装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１から請求項１４のうちのいず
    れか１項記載の光伝送装置と、光源から投光された光で
    励起されてレーザ媒質となり、光を発生する固体素子
    と、前記レーザ媒質から発生した光をレーザ光として取
    り出すレーザ共振器と、該レーザ共振器内に置かれたア
    パーチャ及び該アパーチャをレーザ共振器の光軸方向に
    移動させる移動手段とから構成され、前記レーザ共振器
    内でレーザ励起入力一定のままで、前記アパーチャの位
    置を移動することにより前記レーザ光のパワーを調節す
    ることを特徴とする固体レーザ装置。
  19. 【請求項１９】 光源から投光された光で励起されてレ
    ーザ媒質となり、光を発生する固体素子と、前記レーザ
    媒質から発生した光をレーザ光として取り出すレーザ共
    振器と、前記レーザ光を伝送する光ファイバとからなる
    光伝送装置を備えた固体レーザ装置において、前記光フ
    ァイバは、コア径φc 、コア中心での屈折率がｎ0 で、
    前記コア中心とコア周囲部の屈折率差が△ｎのグレーデ
    ッドインデックス光ファイバから構成されており、前記
    レーザ共振器は曲率の等しい全反射ミラーと出力ミラー
    とから構成され、 前記固体素子は、前記全反射ミラー
    と前記出力ミラー間の中心近傍に配置されたいわゆる対
    称型共振器内に置かれ、ある出力レベルにおける前記レ
    ーザ光のビームウェイストの直径がφc 、前記レーザ光
    のビーム開き角が２θである時、前記レーザ光が前記光
    ファイバの入射端面上あるいはそのごく近傍に最小集光
    点を持ち、前記最小集光点での前記出力レベルでのレー
    ザ光の直径φinが ０．５φs ≦φin≦１．５φs ただし、 φs ＝（φc φ0 θ（２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 ±５０％ となるようなファイバ入射光学系を備えていることを特
    徴とする固体レーザ装置。
  20. 【請求項２０】 光源から投光された光で励起されてレ
    ーザ媒質となり、光を発生する固体素子と、前記レーザ
    媒質から発生した光をレーザ光として取り出すレーザ共
    振器と、前記レーザ光を伝送する光ファイバとから成る
    光伝送装置とを備えた固体レーザ装置において、前記光
    ファイバは、コア径φc 、コア中心での屈折率がｎ0 で
    コア中心とコア周囲部の屈折率差が△ｎのグレーデッド
    インデックス光ファイバから構成され、前記固体素子
    は、薄板状のスラブ形状で構成され、前記レーザ共振器
    から取り出されたレーザ光は、ｘ軸ｙ軸２つの方向で集
    光特性の異なる異方性を持っており、ｘ軸方向ｙ軸方向
    のそれぞれにおいて前記レーザ光のビームウェイストの
    直径がφ0x、φ0y、前記レーザ光のビーム開き角が２θ
    x 、２θy である時、前記レーザ光が前記光ファイバの
    入射端面上あるいはそのごく近傍にｘ軸方向、ｙ軸方向
    それぞれにおいて最小集光点を持ち、前記最小集光点で
    の直径φinx 、φiny がそれぞれ ０．５φsx≦φinx ≦１．５φsx、０．５φsy≦φiny
    ≦１．５φsy ただし、 φsx＝（φc φ0xθx （２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 φsy＝（φc φ0yθy （２ｎ0 △ｎ）-1/2）1/2 となるようなファイバ入射光学系を備えたことを特徴と
    する固体レーザ装置。
  21. 【請求項２１】 光源から投光された光で励起されてレ
    ーザ媒質となり、光を発生する固体素子と、前記レーザ
    媒質から発生した光をレーザ光として取り出すレーザ共
    振器と、前記レーザ光を伝送する光ファイバから成る光
    伝送装置を備えた固体レーザ装置において、前記光ファ
    イバは、コア径φc 、コア中心での屈祈率がｎ0 でコア
    中心とコア周囲部の屈折率差が△ｎのグレーデッドイン
    デックス光ファイバから構成され、前記固体素子は、薄
    板状のいわゆるスラブ形状で構成され、前記レーザ共振
    器から取り出された前記レーザ光がｘ軸ｙ軸の２つの方
    向で集光特性の異なる異方性を持っており、ｘ軸方向ｙ
    軸方向のそれぞれにおいて、前記レーザ光のビームウェ
    イストの直径がφ0x、φ0y、前記レーザ光のビーム開き
    角が２θx 、２θy である時、前記レーザ光は、光ファ
    イバ入射端面上あるいはそのごく近傍に最小集光点を持
    ち、φ0xθx とφ0yθy の大きな方の軸の前記最小集光
    点での直径φinが ０．５φS ≦φin≦１．５φS ただし、 φS ＝（φc φ0x（２ｎ0 ｎ）-1/2）１／２ ただし、 φ０ θ＝ MAX（φ0xφx 、φ0yθy ） となるようなファイバ入射光学系を備えていることを特
    徴とする固体レーザ装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１から請求項１４のうちのいず
    れか１項記載の光伝送装置、または請求項１５から請求
    項２１のうちのいずれか１項記載の固体レーザ装置と、
    前記光伝送装置または前記固体レーザ装置から出射され
    たレーザ光を集光する集光光学系とから構成され、前記
    集光光学系で集光された前記レーザ光を被加工物に照射
    し、レーザ加工を行なうことを特徴とするレーザ加工装
    置。
  23. 【請求項２３】 請求項１から請求項１４のうちのいず
    れか１項記載の光伝送装置、または請求項１５から請求
    項２１のうちのいずれか１項記載の固体レーザ装置から
    構成され、前記光伝送装置または前記固体レーザ装置か
    ら出射されたレーザ光を被加工物に直接照射しレーザ加
    工を行なうことを特徴とするレーザ加工装置。
JP25363795A 1994-10-14 1995-09-29 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置 Expired - Fee Related JP3645013B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25363795A JP3645013B2 (ja) 1994-10-14 1995-09-29 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置
GB9520850A GB2294126B (en) 1994-10-14 1995-10-11 Optical transmission and solid state laser devices using graded index optical fiber
GB9726180A GB2318882B (en) 1994-10-14 1995-10-11 Optical transmission and solid state laser devices using graded index optical fiber
DE19549531A DE19549531B4 (de) 1994-10-14 1995-10-16 Festkörperlaservorrichtung und Laserbearbeitungsvorrichtung
DE19539558A DE19539558C2 (de) 1994-10-14 1995-10-16 Optische Übertragungsvorrichtung
US08/714,304 US5815626A (en) 1994-10-14 1996-09-18 Optical transmission device, solid state laser device, and laser beam processing device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-249459 1994-10-14
JP24945994 1994-10-14
JP25363795A JP3645013B2 (ja) 1994-10-14 1995-09-29 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08167754A true JPH08167754A (ja) 1996-06-25
JP3645013B2 JP3645013B2 (ja) 2005-05-11

Family

ID=26539300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25363795A Expired - Fee Related JP3645013B2 (ja) 1994-10-14 1995-09-29 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3645013B2 (ja)
GB (1) GB2294126B (ja)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003046173A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ装置、波長変換素子、レーザ発振器、波長変換装置およびレーザ加工方法
JP2003078190A (ja) * 2001-09-05 2003-03-14 Toshiba Corp 光伝送装置、レーザ光発生・伝送装置及びレーザ加工装置
JP2005064542A (ja) * 2000-02-02 2005-03-10 Fuji Electric Systems Co Ltd 固体レーザ装置
WO2007032066A1 (ja) * 2005-09-14 2007-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha ロッド型固体レーザ装置
JP2007072134A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Mitsubishi Electric Corp 波長変換レーザ装置
JP2007109978A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Konica Minolta Opto Inc 半導体光源モジュール
JP2008250050A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Konica Minolta Opto Inc 光学素子ユニット
JP2010134338A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Jtekt Corp レーザ光と光ファイバとの光軸調整方法及びレーザ光と光ファイバとの光軸調整装置
DE102006052714B4 (de) * 2005-11-16 2014-01-02 Disco Corp. Laserstrahlbearbeitungsmaschine
JP2014503359A (ja) * 2010-12-16 2014-02-13 バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト 光合焦用レンズが単一のレーザビームマシニング装置及びレーザマシニング方法
JP2015205346A (ja) * 2010-04-22 2015-11-19 トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ レーザー光をフォーカシングするためのビーム整形ユニット、および、ビーム整形ユニットの駆動方法
JP2016062918A (ja) * 2014-09-12 2016-04-25 株式会社フジクラ Ｌｄモジュール
JP2016157971A (ja) * 2016-04-21 2016-09-01 株式会社フジクラ Ｌｄモジュール
CN106001916A (zh) * 2015-03-23 2016-10-12 通快机床两合公司 用于激光加工机的、在光导线缆插接装置中具有光学元件的光学系统
JP2017161686A (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 株式会社アマダホールディングス ファイバカップリング装置及びファイバレーザ加工機
JP2017528213A (ja) * 2014-08-26 2017-09-28 ノバルティス アーゲー 光結合効率の検出
WO2018101184A1 (ja) 2016-11-29 2018-06-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 調芯方法
WO2018105453A1 (ja) 2016-12-06 2018-06-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 調芯方法
JP2018534951A (ja) * 2015-08-31 2018-11-29 ノバルティス アーゲー 眼科眼内照明システムでの光学フィードバックに関する監視ファイバのサブミクロン位置合わせ
JP2019202343A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ダイレクトダイオードレーザ加工装置およびその制御方法
WO2020054043A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 株式会社ニコン 光学装置および顕微鏡
WO2021117892A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ装置およびレーザ装置の制御方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1020754A3 (fr) * 2012-06-14 2014-04-01 Centre Rech Metallurgique Dispositif de focalisation et de centrage d'un faisceau lumineux destine a l'optimisation de systemes spectrometriques.
EP2760081A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-30 BAE Systems PLC Directional multi-band antenna
US9865921B2 (en) 2013-01-28 2018-01-09 Bae Systems Plc Directional multi-band antenna
EP3281598A1 (en) * 2016-08-09 2018-02-14 Koninklijke Philips N.V. Light based skin treatment device and method
JP7411868B2 (ja) * 2017-09-11 2024-01-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3486097D1 (de) * 1984-03-02 1993-04-15 Siemens Ag Koppelanordnung zum ankoppeln eines lichtwellenleiters an einen halbleiterlaser und verfahren zur herstellung einer solchen anordnung.
DE3733019A1 (de) * 1987-09-30 1989-04-13 Siemens Ag Koppelanordnung zum einkoppeln von licht einer halbleiterlaserdiode in eine multimode-glasfaser
JPH02216111A (ja) * 1989-02-17 1990-08-29 Nec Corp 半導体レーザモジュール

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064542A (ja) * 2000-02-02 2005-03-10 Fuji Electric Systems Co Ltd 固体レーザ装置
JP2003046173A (ja) * 2001-07-30 2003-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ装置、波長変換素子、レーザ発振器、波長変換装置およびレーザ加工方法
JP2003078190A (ja) * 2001-09-05 2003-03-14 Toshiba Corp 光伝送装置、レーザ光発生・伝送装置及びレーザ加工装置
US6990136B2 (en) 2001-09-05 2006-01-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser beam transmission apparatus
DE10240645B4 (de) * 2001-09-05 2006-08-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Laserstrahl-Übertragungsvorrichtung
JP2007072134A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Mitsubishi Electric Corp 波長変換レーザ装置
JP4910698B2 (ja) * 2005-09-14 2012-04-04 三菱電機株式会社 ロッド型固体レーザ装置
WO2007032066A1 (ja) * 2005-09-14 2007-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha ロッド型固体レーザ装置
JPWO2007032066A1 (ja) * 2005-09-14 2009-03-19 三菱電機株式会社 ロッド型固体レーザ装置
JP2007109978A (ja) * 2005-10-14 2007-04-26 Konica Minolta Opto Inc 半導体光源モジュール
DE102006052714B4 (de) * 2005-11-16 2014-01-02 Disco Corp. Laserstrahlbearbeitungsmaschine
JP2008250050A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Konica Minolta Opto Inc 光学素子ユニット
JP2010134338A (ja) * 2008-12-08 2010-06-17 Jtekt Corp レーザ光と光ファイバとの光軸調整方法及びレーザ光と光ファイバとの光軸調整装置
JP2015205346A (ja) * 2010-04-22 2015-11-19 トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトＴｒｕｍｐｆ Ｗｅｒｋｚｅｕｇｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ レーザー光をフォーカシングするためのビーム整形ユニット、および、ビーム整形ユニットの駆動方法
JP2014503359A (ja) * 2010-12-16 2014-02-13 バイストロニック レーザー アクチェンゲゼルシャフト 光合焦用レンズが単一のレーザビームマシニング装置及びレーザマシニング方法
JP2017528213A (ja) * 2014-08-26 2017-09-28 ノバルティス アーゲー 光結合効率の検出
JP2016062918A (ja) * 2014-09-12 2016-04-25 株式会社フジクラ Ｌｄモジュール
US10116117B2 (en) 2014-09-12 2018-10-30 Fujikura Ltd. LD module
CN106001916B (zh) * 2015-03-23 2019-02-15 通快机床两合公司 用于激光加工机的、在光导线缆插接装置中具有光学元件的光学系统
CN106001916A (zh) * 2015-03-23 2016-10-12 通快机床两合公司 用于激光加工机的、在光导线缆插接装置中具有光学元件的光学系统
JP2018534951A (ja) * 2015-08-31 2018-11-29 ノバルティス アーゲー 眼科眼内照明システムでの光学フィードバックに関する監視ファイバのサブミクロン位置合わせ
JP2017161686A (ja) * 2016-03-09 2017-09-14 株式会社アマダホールディングス ファイバカップリング装置及びファイバレーザ加工機
JP2016157971A (ja) * 2016-04-21 2016-09-01 株式会社フジクラ Ｌｄモジュール
JPWO2018101184A1 (ja) * 2016-11-29 2019-10-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 調芯方法
WO2018101184A1 (ja) 2016-11-29 2018-06-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 調芯方法
US10732365B2 (en) 2016-11-29 2020-08-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Core adjustment method
CN110036321A (zh) * 2016-12-06 2019-07-19 松下知识产权经营株式会社 调芯方法
JPWO2018105453A1 (ja) * 2016-12-06 2019-10-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 調芯方法
WO2018105453A1 (ja) 2016-12-06 2018-06-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 調芯方法
US11333833B2 (en) 2016-12-06 2022-05-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Alignment method
JP2019202343A (ja) * 2018-05-25 2019-11-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ダイレクトダイオードレーザ加工装置およびその制御方法
WO2020054043A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 株式会社ニコン 光学装置および顕微鏡
WO2021117892A1 (ja) * 2019-12-13 2021-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ装置およびレーザ装置の制御方法
CN114786865A (zh) * 2019-12-13 2022-07-22 松下知识产权经营株式会社 激光装置以及激光装置的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
GB9520850D0 (en) 1995-12-13
GB2294126A (en) 1996-04-17
JP3645013B2 (ja) 2005-05-11
GB2294126B (en) 1998-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08167754A (ja) 光伝送装置、固体レーザ装置、及びこれらを用いたレーザ加工装置
US5815626A (en) Optical transmission device, solid state laser device, and laser beam processing device
US7102118B2 (en) Beam formation unit comprising two axicon lenses, and device comprising one such beam formation unit for introducing radiation energy into a workpiece consisting of a weakly-absorbent material
JP3265173B2 (ja) 固体レーザ装置
JP3167844B2 (ja) 固体レーザ装置
KR20070098733A (ko) 파이버레이저발진기 및 파이버레이저가공장치
US20100142565A1 (en) Laser light source
KR101587941B1 (ko) 레이저 빔조사 장치
JP2007207856A (ja) ファイバレーザ加工装置
JP3083688B2 (ja) 固体レーザ装置
JP3932982B2 (ja) 集光用光回路及び光源装置
JP4544014B2 (ja) レーザ装置およびファイバカップリングモジュール
US20030058542A1 (en) Laser beam transmission apparatus
WO2023147241A1 (en) Dual beam single spatial mode laser for handheld libs instruments and similar applications
JP2000164958A (ja) Ｌｄ励起レーザ発振方法とレーザ発振器、これによるレーザ加工装置
US5076678A (en) Laser diode light imaging optics
CN113543922B (zh) 激光加工装置
JP2003285189A (ja) レーザ加工装置
JPH0936462A (ja) 固体レーザ励起方法及び固体レーザ装置
JP3404296B2 (ja) レーザ発振装置
WO2018105453A1 (ja) 調芯方法
JP2000340868A (ja) 固体レーザ装置及びこれを用いたレーザ加工装置
US11513342B2 (en) Laser arrangement
JPH08146250A (ja) 集光レンズおよびその製造方法
US20240113488A1 (en) Suppression of undesired wavelengths in laser light

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040615

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040812

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080210

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees