JPH11224964A - 光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装置 - Google Patents
光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装置Info
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- JPH11224964A JPH11224964A JP10025640A JP2564098A JPH11224964A JP H11224964 A JPH11224964 A JP H11224964A JP 10025640 A JP10025640 A JP 10025640A JP 2564098 A JP2564098 A JP 2564098A JP H11224964 A JPH11224964 A JP H11224964A
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- excitation light
- laser
- cavity
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集光性に優れ、熱的に出力や横モードが安定
であるといったファイバレーザの長所を維持しつつ、生
産性が高く、且つ励起光源も含めて長時間安定して使用
できることを可能にする光ファイバレーザ装置を提供す
る。 【解決手段】 コア中にレーザ活性物質を含む光ファイ
バ１を備え、コア中のレーザ活性物質に励起光を供給す
ることによって光ファイバの端部１Ａよりレーザ光を出
力する光ファイバレーザ装置において、前記光ファイバ
１が折り返されもしくは巻回されて塊状に形成されると
共に、塊状の光ファイバが、少なくともレーザ光を取り
出す部分１Ａを除き、内面が励起光を拡散させるよう構
成されたキャビティ２によって覆われ、塊状の光ファイ
バにキャビティの内面によって拡散された励起光が照射
されることにより、コアに含まれる活性物質が励起され
てレーザ光を発生する。
であるといったファイバレーザの長所を維持しつつ、生
産性が高く、且つ励起光源も含めて長時間安定して使用
できることを可能にする光ファイバレーザ装置を提供す
る。 【解決手段】 コア中にレーザ活性物質を含む光ファイ
バ１を備え、コア中のレーザ活性物質に励起光を供給す
ることによって光ファイバの端部１Ａよりレーザ光を出
力する光ファイバレーザ装置において、前記光ファイバ
１が折り返されもしくは巻回されて塊状に形成されると
共に、塊状の光ファイバが、少なくともレーザ光を取り
出す部分１Ａを除き、内面が励起光を拡散させるよう構
成されたキャビティ２によって覆われ、塊状の光ファイ
バにキャビティの内面によって拡散された励起光が照射
されることにより、コアに含まれる活性物質が励起され
てレーザ光を発生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのコア
中のレーザ活性物質に励起光を供給することによってレ
ーザ発振を行う光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装
置に関する。
中のレーザ活性物質に励起光を供給することによってレ
ーザ発振を行う光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信またはレーザ加工の分野におい
て、より高出力で、より安価なレーザ装置の開発が望ま
れているが、従来よりこの要請を満たせる可能性の高い
ものとして、光ファイバレーザ装置が知られている。
て、より高出力で、より安価なレーザ装置の開発が望ま
れているが、従来よりこの要請を満たせる可能性の高い
ものとして、光ファイバレーザ装置が知られている。
【０００３】光ファイバレーザ装置は、コア径並びにコ
アとクラッドの屈折率差等を適切に選定することで比較
的簡単にレーザ発振の横モードを単一にすることができ
る。また、光を高密度に閉じこめることでレーザ活性物
質と光との相互作用を高められ、且つ、光ファイバの長
さを長くすることで相互作用長を大きくとれるので、高
い効率で空間的に高品質のレーザ光を発生することがで
きる。従って、質の良いレーザ光を比較的安価に得るこ
とができる。
アとクラッドの屈折率差等を適切に選定することで比較
的簡単にレーザ発振の横モードを単一にすることができ
る。また、光を高密度に閉じこめることでレーザ活性物
質と光との相互作用を高められ、且つ、光ファイバの長
さを長くすることで相互作用長を大きくとれるので、高
い効率で空間的に高品質のレーザ光を発生することがで
きる。従って、質の良いレーザ光を比較的安価に得るこ
とができる。
【０００４】ここで、レーザ光のさらなる高出力化また
は高効率化を実現するには、光ファイバのレーザ活性イ
オンまたは色素、その他の発光中心（以下、レーザ活性
物質という）の添加領域（通常はコア部）に効率よく励
起光を導入する必要がある。ところが、通常、単一モー
ドの導波条件を満たすようにコア径を設定すると、その
径は十数μｍ以下に限定されるので、この径に効率よく
励起光を導入するのは一般的に困難である。これを克服
する手段として、いわゆる２重クラッド型ファイバレー
ザが提案されている（参考文献、例えば：H.Zellmer,U.
Willamowski,A.Tunnermann,and H.Welling,Optics Lett
ers.Vol.20,No.6.pp.578-580,March,1995.）。
は高効率化を実現するには、光ファイバのレーザ活性イ
オンまたは色素、その他の発光中心（以下、レーザ活性
物質という）の添加領域（通常はコア部）に効率よく励
起光を導入する必要がある。ところが、通常、単一モー
ドの導波条件を満たすようにコア径を設定すると、その
径は十数μｍ以下に限定されるので、この径に効率よく
励起光を導入するのは一般的に困難である。これを克服
する手段として、いわゆる２重クラッド型ファイバレー
ザが提案されている（参考文献、例えば：H.Zellmer,U.
Willamowski,A.Tunnermann,and H.Welling,Optics Lett
ers.Vol.20,No.6.pp.578-580,March,1995.）。
【０００５】２重クラッド型ファイバレーザは、コア部
の周りに、コア部より屈折率の低い第１のクラッド部を
設け、その外側にさらに屈折率の低い第２のクラッド部
を設けたものである。これにより、第１のクラッド部に
導入された励起光は、第１のクラッド部と第２のクラッ
ド部の屈折率差による全反射により、第１のクラッド部
内に閉じこめられた状態を保ちながら伝搬する。この伝
搬の際に、励起光はコア部を繰り返し通過し、コア部の
レーザ活性物質を励起することになる。第１のクラッド
部はコア部よりも数百から千倍程度大きな面積を持つた
め、より多くの励起光を導入することが可能になり、高
出力化が可能になる。この２重クラッド型ファイバレー
ザは、発振効率が高く、また、発振横モードが単一で、
しかも安定であるという利点を持ち、レーザダイオード
（以下ＬＤ）を使って、数ワットから１０ワット程度の
出力が得られるので、それ以前のコア励起型のファイバ
レーザに比べると、はるかに高出力化を実現できるもの
であると言える。
の周りに、コア部より屈折率の低い第１のクラッド部を
設け、その外側にさらに屈折率の低い第２のクラッド部
を設けたものである。これにより、第１のクラッド部に
導入された励起光は、第１のクラッド部と第２のクラッ
ド部の屈折率差による全反射により、第１のクラッド部
内に閉じこめられた状態を保ちながら伝搬する。この伝
搬の際に、励起光はコア部を繰り返し通過し、コア部の
レーザ活性物質を励起することになる。第１のクラッド
部はコア部よりも数百から千倍程度大きな面積を持つた
め、より多くの励起光を導入することが可能になり、高
出力化が可能になる。この２重クラッド型ファイバレー
ザは、発振効率が高く、また、発振横モードが単一で、
しかも安定であるという利点を持ち、レーザダイオード
（以下ＬＤ）を使って、数ワットから１０ワット程度の
出力が得られるので、それ以前のコア励起型のファイバ
レーザに比べると、はるかに高出力化を実現できるもの
であると言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
２重クラッド型ファイバレーザは、結局のところ、ファ
イバの一端または両端部からの端面励起方式であったの
で、励起光を導入できる箇所が最大２点しかなく、励起
用のＬＤの数を増やすこともできず、ＬＤの高輝度・高
出力化以外に、さらなる高出力化の方法が無かった。
２重クラッド型ファイバレーザは、結局のところ、ファ
イバの一端または両端部からの端面励起方式であったの
で、励起光を導入できる箇所が最大２点しかなく、励起
用のＬＤの数を増やすこともできず、ＬＤの高輝度・高
出力化以外に、さらなる高出力化の方法が無かった。
【０００７】一方、現在の固体レーザ（ファイバレーザ
を含む）の励起に用いられているＬＤアレイは、発光領
域が１μｍ×１００μｍ程度のＬＤチップを１０〜２０
個程度横に並べて、全体の発光領域を１μｍ×１ｃｍ程
度のライン状になし、発生した光を集光レンズで集光し
てライン状の集光光源としたものである。これは、元々
集光性の良くないＬＤチップの幅方向（１００μｍ幅の
方向）にさらに別のＬＤチップを並べた結果であるが、
ＬＤの効率的な冷却を考えると、ＬＤチップの幅方向
（１００μｍ幅の方向）にＬＤチップを並べる以外に方
法が無いのが現状であり、このため２重クラッド型ファ
イバレーザの端面励起光源として用いる場合、ＬＤアレ
イの出力光を、複雑な形状をしたプリズムや反射鏡で整
形したのち集光レンズで集光する必要があった。
を含む）の励起に用いられているＬＤアレイは、発光領
域が１μｍ×１００μｍ程度のＬＤチップを１０〜２０
個程度横に並べて、全体の発光領域を１μｍ×１ｃｍ程
度のライン状になし、発生した光を集光レンズで集光し
てライン状の集光光源としたものである。これは、元々
集光性の良くないＬＤチップの幅方向（１００μｍ幅の
方向）にさらに別のＬＤチップを並べた結果であるが、
ＬＤの効率的な冷却を考えると、ＬＤチップの幅方向
（１００μｍ幅の方向）にＬＤチップを並べる以外に方
法が無いのが現状であり、このため２重クラッド型ファ
イバレーザの端面励起光源として用いる場合、ＬＤアレ
イの出力光を、複雑な形状をしたプリズムや反射鏡で整
形したのち集光レンズで集光する必要があった。
【０００８】また、このように端面励起を行う場合、励
起光をファイバ端面に集光して励起を行う必要がある
が、事実上のレーザキャビティとなるファイバ端面は、
研磨などにより光学的特性が高められた状態、即ち十分
に光が反射され得る状態になっている。従って、この端
面からの反射光が、励起ＬＤに戻り、ＬＤ素子の経時変
化による短寿命化や破壊を引き起こし、結果的に、装置
の安定性や信頼性を著しく損なう可能性があった。
起光をファイバ端面に集光して励起を行う必要がある
が、事実上のレーザキャビティとなるファイバ端面は、
研磨などにより光学的特性が高められた状態、即ち十分
に光が反射され得る状態になっている。従って、この端
面からの反射光が、励起ＬＤに戻り、ＬＤ素子の経時変
化による短寿命化や破壊を引き起こし、結果的に、装置
の安定性や信頼性を著しく損なう可能性があった。
【０００９】このような欠点を克服するための直感的に
発想される手段として、２重クラッド型ファイバレーザ
を複数本束ねて高出力化を図る方法が考えられる。しか
しこの場合、平均出力は束ねた本数分だけ増やすことが
できるものの、コア部に比べて遥かに大きいクラッド部
（直径で約１００倍）がそれぞれのコア部に付いている
ため、発光点であるコア部が広く空間内に点在する形と
なって輝度が低下してしまうという問題点がある。つま
り、ファイバレーザを複数本束ねるだけでは、集光性の
必要な切断や溶接等のレーザ加工には使用できない。ま
た、ＬＤは優れた励起光源ではあるが、前述の反射光が
ＬＤ素子中に戻ることにより、経時変化あるいは損傷が
生じ、その結果、素子の短寿命化や破壊を招くという問
題は依然として残る。従って、装置としての安定性や長
寿命化のためには、レーザファイバとＬＤ素子の結合部
を、反射の少ない構造にする必要があり、設計や製造が
非常に複雑になるおそれがあった。
発想される手段として、２重クラッド型ファイバレーザ
を複数本束ねて高出力化を図る方法が考えられる。しか
しこの場合、平均出力は束ねた本数分だけ増やすことが
できるものの、コア部に比べて遥かに大きいクラッド部
（直径で約１００倍）がそれぞれのコア部に付いている
ため、発光点であるコア部が広く空間内に点在する形と
なって輝度が低下してしまうという問題点がある。つま
り、ファイバレーザを複数本束ねるだけでは、集光性の
必要な切断や溶接等のレーザ加工には使用できない。ま
た、ＬＤは優れた励起光源ではあるが、前述の反射光が
ＬＤ素子中に戻ることにより、経時変化あるいは損傷が
生じ、その結果、素子の短寿命化や破壊を招くという問
題は依然として残る。従って、装置としての安定性や長
寿命化のためには、レーザファイバとＬＤ素子の結合部
を、反射の少ない構造にする必要があり、設計や製造が
非常に複雑になるおそれがあった。
【００１０】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、集光性に優れ、熱的に出力や横モードが安定
であるといったファイバレーザの長所を維持しつつ、生
産性が高く、且つ励起光源も含めて長時間安定して使用
できることを可能にする光ファイバレーザ装置、並びに
それを使用したレーザ加工装置を提供することを目的と
する。
のであり、集光性に優れ、熱的に出力や横モードが安定
であるといったファイバレーザの長所を維持しつつ、生
産性が高く、且つ励起光源も含めて長時間安定して使用
できることを可能にする光ファイバレーザ装置、並びに
それを使用したレーザ加工装置を提供することを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光ファ
イバレーザ装置は、コア中にレーザ活性物質を含む光フ
ァイバを備え、前記コア中のレーザ活性物質に励起光を
供給することによって前記光ファイバの端部よりレーザ
光を出力する光ファイバレーザ装置において、前記光フ
ァイバが折り返されもしくは巻回されて塊状に形成され
ると共に、該塊状の光ファイバが、少なくとも前記レー
ザ光を取り出す部分を除き、内面が前記励起光を拡散さ
せるように構成されたキャビティによって覆われてお
り、前記塊状の光ファイバに前記キャビティの内面によ
って拡散された前記励起光が照射されることにより、前
記コアに含まれる活性物質が励起されてレーザ光を発生
することを特徴とする。
イバレーザ装置は、コア中にレーザ活性物質を含む光フ
ァイバを備え、前記コア中のレーザ活性物質に励起光を
供給することによって前記光ファイバの端部よりレーザ
光を出力する光ファイバレーザ装置において、前記光フ
ァイバが折り返されもしくは巻回されて塊状に形成され
ると共に、該塊状の光ファイバが、少なくとも前記レー
ザ光を取り出す部分を除き、内面が前記励起光を拡散さ
せるように構成されたキャビティによって覆われてお
り、前記塊状の光ファイバに前記キャビティの内面によ
って拡散された前記励起光が照射されることにより、前
記コアに含まれる活性物質が励起されてレーザ光を発生
することを特徴とする。
【００１２】請求項２の発明の光ファイバレーザ装置
は、請求項１において、前記キャビティに、該キャビテ
ィ外の励起光源からの励起光をキャビティ内に導入する
ための励起光入射用開口部が設けられていることを特徴
とする。
は、請求項１において、前記キャビティに、該キャビテ
ィ外の励起光源からの励起光をキャビティ内に導入する
ための励起光入射用開口部が設けられていることを特徴
とする。
【００１３】請求項３の発明の光ファイバレーザ装置
は、請求項２において、前記励起光源が複数設けられ、
前記キャビティに、各励起光源に対応した複数の励起光
入射用開口部が設けられていることを特徴とする。
は、請求項２において、前記励起光源が複数設けられ、
前記キャビティに、各励起光源に対応した複数の励起光
入射用開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明の光ファイバレーザ装置
は、請求項２または３において、前記励起光源からの励
起光を、前記励起光入射用開口部を通して前記キャビテ
ィ内に導く励起光導光ファイバを有することを特徴とす
る。
は、請求項２または３において、前記励起光源からの励
起光を、前記励起光入射用開口部を通して前記キャビテ
ィ内に導く励起光導光ファイバを有することを特徴とす
る。
【００１５】請求項５の発明の光ファイバレーザ装置
は、請求項１〜４のいずれかのものにおいて、前記キャ
ビティの内面形状が、該内面の面積および／または内面
で囲まれる空間の容積を最小とする幾何学的形状、また
はそれに近似する形状に設定されていることを特徴とす
る。
は、請求項１〜４のいずれかのものにおいて、前記キャ
ビティの内面形状が、該内面の面積および／または内面
で囲まれる空間の容積を最小とする幾何学的形状、また
はそれに近似する形状に設定されていることを特徴とす
る。
【００１６】請求項６の発明のレーザ加工装置は、請求
項１〜５のいずれかに記載のファイバレーザ装置と、該
ファイバレーザ装置より出射するレーザ光を被加工対象
に集光する集光光学系とを備えることを特徴とする。
項１〜５のいずれかに記載のファイバレーザ装置と、該
ファイバレーザ装置より出射するレーザ光を被加工対象
に集光する集光光学系とを備えることを特徴とする。
【００１７】上述の発明にあっては、塊状に形成した光
ファイバをキャビティで覆い、キャビティの内面によっ
て拡散された励起光が光ファイバに照射されるようにな
っているので、励起光が光ファイバの外周部（側面）を
通じてコア中のレーザ活性物質に照射され、しかも励起
光がキャビティの内面で反射しながら繰り返しコアを通
過することにより、励起光の多くがレーザ活性物質に吸
収されて、効率よくレーザ活性物質が励起され高出力の
レーザが発振されることになる。従って、集光性の悪い
ＬＤアレイを用いても、キャビティ内にその光を導入し
さえすれば、レーザ活性物質の強励起が可能となり、高
出力の光ファイバレーザ装置を実現することができる。
また、端面励起ではなく、励起光がキャビティ内で拡散
されて励起光源にほとんど戻らないようになるため、励
起光源を損傷することもない。さらに、端面励起ではな
いことから、光ファイバ端面やその周囲に精密加工を施
す必要もなくなり、設計・製造も容易になり、生産性向
上が図れる。
ファイバをキャビティで覆い、キャビティの内面によっ
て拡散された励起光が光ファイバに照射されるようにな
っているので、励起光が光ファイバの外周部（側面）を
通じてコア中のレーザ活性物質に照射され、しかも励起
光がキャビティの内面で反射しながら繰り返しコアを通
過することにより、励起光の多くがレーザ活性物質に吸
収されて、効率よくレーザ活性物質が励起され高出力の
レーザが発振されることになる。従って、集光性の悪い
ＬＤアレイを用いても、キャビティ内にその光を導入し
さえすれば、レーザ活性物質の強励起が可能となり、高
出力の光ファイバレーザ装置を実現することができる。
また、端面励起ではなく、励起光がキャビティ内で拡散
されて励起光源にほとんど戻らないようになるため、励
起光源を損傷することもない。さらに、端面励起ではな
いことから、光ファイバ端面やその周囲に精密加工を施
す必要もなくなり、設計・製造も容易になり、生産性向
上が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態の光ファイ
バレーザ装置の概要を示す図である。図において、１は
コア中にレーザ活性物質を含む光ファイバ、２は球形拡
散反射型のキャビティである。光ファイバ１は、コア径
が１５μｍ、クラッド径が１００μｍ、長さ５０ｍの連
続した１本の長い石英製ガラスファイバからなり、コア
の内部には、０．５ａｔ％の濃度でＮｄ+3イオンがドー
プされている。また、光ファイバ１の一方の端面には、
波長１．０６μｍの光に対して反射率９８％以上の多層
膜コートが施され、他方の端面には、反射率約２０％の
多層膜コートが施されている。
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態の光ファイ
バレーザ装置の概要を示す図である。図において、１は
コア中にレーザ活性物質を含む光ファイバ、２は球形拡
散反射型のキャビティである。光ファイバ１は、コア径
が１５μｍ、クラッド径が１００μｍ、長さ５０ｍの連
続した１本の長い石英製ガラスファイバからなり、コア
の内部には、０．５ａｔ％の濃度でＮｄ+3イオンがドー
プされている。また、光ファイバ１の一方の端面には、
波長１．０６μｍの光に対して反射率９８％以上の多層
膜コートが施され、他方の端面には、反射率約２０％の
多層膜コートが施されている。
【００１９】この光ファイバ１は、１回または複数回折
り返されもしくは巻回されて塊状に形成され、その上で
キャビティ２内部に収容されており、他方の端面側のレ
ーザ光を取り出す部分１Ａが、キャビティ２に設けた小
孔３より外部に引き出されている。キャビティ２は、例
えばマイカセラミックス製のもので、内面が励起光を拡
散させるように構成された直径１００ｍｍ程度の積分球
よりなる。この例のキャビティ２は、２つの半球体２
Ａ、２Ｂを合わせることで構成されている。
り返されもしくは巻回されて塊状に形成され、その上で
キャビティ２内部に収容されており、他方の端面側のレ
ーザ光を取り出す部分１Ａが、キャビティ２に設けた小
孔３より外部に引き出されている。キャビティ２は、例
えばマイカセラミックス製のもので、内面が励起光を拡
散させるように構成された直径１００ｍｍ程度の積分球
よりなる。この例のキャビティ２は、２つの半球体２
Ａ、２Ｂを合わせることで構成されている。
【００２０】キャビティ２には、キャビティ２外の励起
光源からの励起光をキャビティ２内に導入するための励
起光入射用開口部７が複数設けられている。キャビティ
２の外部には、励起光源としてのピッグテイル型のＬＤ
１０が複数設けられ、各ＬＤからの励起光を励起光入射
用開口部７を通してキャビティ２内に導けるよう、ＬＤ
１０と励起光入射用開口部７との間は励起光導光ファイ
バ１１で連絡されている。
光源からの励起光をキャビティ２内に導入するための励
起光入射用開口部７が複数設けられている。キャビティ
２の外部には、励起光源としてのピッグテイル型のＬＤ
１０が複数設けられ、各ＬＤからの励起光を励起光入射
用開口部７を通してキャビティ２内に導けるよう、ＬＤ
１０と励起光入射用開口部７との間は励起光導光ファイ
バ１１で連絡されている。
【００２１】次に作用を説明する。各ＬＤ１０が励起光
を発生すると、励起光は励起光導光ファイバ１１を通っ
てキャビティ２内に導入され、キャビティ２内面によっ
て拡散されながら、塊状の光ファイバ１に照射される。
そして、励起光が光ファイバ１の外周部（側面）を通じ
てコア中のレーザ活性物質に照射され、しかも、励起光
がキャビティ２の内面で反射しながら繰り返しコアを通
過することにより、励起光の多くがレーザ活性物質に吸
収されて、効率よくレーザ活性物質が励起され、高出力
のレーザが、キャビティ２外に引き出された光ファイバ
１の端部１Ａより出力される。
を発生すると、励起光は励起光導光ファイバ１１を通っ
てキャビティ２内に導入され、キャビティ２内面によっ
て拡散されながら、塊状の光ファイバ１に照射される。
そして、励起光が光ファイバ１の外周部（側面）を通じ
てコア中のレーザ活性物質に照射され、しかも、励起光
がキャビティ２の内面で反射しながら繰り返しコアを通
過することにより、励起光の多くがレーザ活性物質に吸
収されて、効率よくレーザ活性物質が励起され、高出力
のレーザが、キャビティ２外に引き出された光ファイバ
１の端部１Ａより出力される。
【００２２】ここで、キャビティ２の内面形状は、例え
ば球面のように、内面の面積および／または内面で囲ま
れる空間の容積を最小とする幾何学的形状、またはそれ
に近似する形状に設定されているのが望ましく、そのよ
うな形状であることにより、効率よく励起光がレーザ光
に変換される。
ば球面のように、内面の面積および／または内面で囲ま
れる空間の容積を最小とする幾何学的形状、またはそれ
に近似する形状に設定されているのが望ましく、そのよ
うな形状であることにより、効率よく励起光がレーザ光
に変換される。
【００２３】なお、キャビティ２の形状は、使用する励
起ＬＤの大きさや形状等に応じて適宜選定するのがよ
く、図２（ａ）に示すような楕円球状や図２（ｂ）に示
すような角を丸めた直方体状にしてもよい。いずれにし
ろ、キャビティはマシナブルセラミックスで作製するの
で、形状の自由度は非常に高く、使用する励起ＬＤの形
状に合わせて自由に加工することができる。
起ＬＤの大きさや形状等に応じて適宜選定するのがよ
く、図２（ａ）に示すような楕円球状や図２（ｂ）に示
すような角を丸めた直方体状にしてもよい。いずれにし
ろ、キャビティはマシナブルセラミックスで作製するの
で、形状の自由度は非常に高く、使用する励起ＬＤの形
状に合わせて自由に加工することができる。
【００２４】また、上記実施形態では、励起用ＬＤ１０
としてピッグテイル型のものを用いているが、一般的な
ＬＤアレイを用いてもよい。その場合、通常は集光性が
悪いために複雑な光学系を必要としていたが、本発明の
場合は、光ファイバ１の側面からの励起であるため、励
起光をキャビティ２内に導入しさえすればよく、特別な
光学系を使用することなく、光ファイバを励起すること
が可能である。
としてピッグテイル型のものを用いているが、一般的な
ＬＤアレイを用いてもよい。その場合、通常は集光性が
悪いために複雑な光学系を必要としていたが、本発明の
場合は、光ファイバ１の側面からの励起であるため、励
起光をキャビティ２内に導入しさえすればよく、特別な
光学系を使用することなく、光ファイバを励起すること
が可能である。
【００２５】また、上記光ファイバレーザ装置は、高出
力のレーザ光を得ることができるので、光ファイバレー
ザ装置より出射するレーザ光を集光光学系で被加工対象
に集光することにより、簡単な構造で効率の高いレーザ
加工装置を構成することができる。
力のレーザ光を得ることができるので、光ファイバレー
ザ装置より出射するレーザ光を集光光学系で被加工対象
に集光することにより、簡単な構造で効率の高いレーザ
加工装置を構成することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、励起光源に反射戻り光による損傷を与えること
なく、また複雑な光学系を導入することなく、効率よく
光ファイバ中のレーザ活性物質を一様に励起することが
できる。従って、作製が極めて容易であり、かつキャビ
ティの形状も自由度が高いため、光ファイバレーザ装置
の利点を全く損なうことなく、高出力のレーザ装置の量
産が可能になる。
よれば、励起光源に反射戻り光による損傷を与えること
なく、また複雑な光学系を導入することなく、効率よく
光ファイバ中のレーザ活性物質を一様に励起することが
できる。従って、作製が極めて容易であり、かつキャビ
ティの形状も自由度が高いため、光ファイバレーザ装置
の利点を全く損なうことなく、高出力のレーザ装置の量
産が可能になる。
【００２７】また、具体化する場合には、キャビティ
に、キャビティ外の励起光源からの励起光を導入する励
起光入射用開口部を設けること（請求項２）、それも光
源の数に応じて複数設けること（請求項３）、励起光源
の励起光を励起光導光ファイバを用いてキャビティに導
入すること（請求項４）、キャビティの内面形状を球形
またはそれに近い形にすること（請求項５）により、生
産性並びに効率等の向上を図ることができる。また、請
求項１〜５のいずれかの光ファイバレーザ装置を集光光
学系と組み合わせることで、簡単な構造で効率の高いレ
ーザ加工装置を提供することもできる。
に、キャビティ外の励起光源からの励起光を導入する励
起光入射用開口部を設けること（請求項２）、それも光
源の数に応じて複数設けること（請求項３）、励起光源
の励起光を励起光導光ファイバを用いてキャビティに導
入すること（請求項４）、キャビティの内面形状を球形
またはそれに近い形にすること（請求項５）により、生
産性並びに効率等の向上を図ることができる。また、請
求項１〜５のいずれかの光ファイバレーザ装置を集光光
学系と組み合わせることで、簡単な構造で効率の高いレ
ーザ加工装置を提供することもできる。
【図１】 本発明の実施形態の光ファイバレーザ装置の
概要を示す斜視図である。
概要を示す斜視図である。
【図２】 （ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の光フ
ァイバレーザ装置におけるキャビティの形状例の概略を
示す図である。
ァイバレーザ装置におけるキャビティの形状例の概略を
示す図である。
１ 光ファイバ １Ａ 端部（レーザ光を取り出す部分） ２ キャビティ ３ 光ファイバ端部引出用開口部 ５ レーザ光 ７ 励起光入射用開口部 １０ 励起用ＬＤ（励起光源） １１ 励起光導光ファイバ
Claims (6)
- 【請求項１】 コア中にレーザ活性物質を含む光ファイ
バを備え、前記コア中のレーザ活性物質に励起光を供給
することによって前記光ファイバの端部よりレーザ光を
出力する光ファイバレーザ装置において、 前記光ファイバが折り返されもしくは巻回されて塊状に
形成されると共に、該塊状の光ファイバが、少なくとも
前記レーザ光を取り出す部分を除き、内面が前記励起光
を拡散させるよう構成されたキャビティによって覆われ
ており、前記塊状の光ファイバに前記キャビティの内面
によって拡散された前記励起光が照射されることによ
り、前記コアに含まれる活性物質が励起されてレーザ光
を発生することを特徴とする光ファイバレーザ装置。 - 【請求項２】 前記キャビティに、該キャビティ外の励
起光源からの励起光をキャビティ内に導入するための励
起光入射用開口部が設けられていることを特徴とする請
求項１記載の光ファイバレーザ装置。 - 【請求項３】 前記励起光源が複数設けられ、前記キャ
ビティに、各励起光源に対応した複数の励起光入射用開
口部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の
光ファイバレーザ装置。 - 【請求項４】 前記励起光源からの励起光を、前記励起
光入射用開口部を通して前記キャビティ内に導く励起光
導光ファイバを有することを特徴とする請求項２または
３記載の光ファイバレーザ装置。 - 【請求項５】 前記キャビティの内面形状が、該内面の
面積および／または内面で囲まれる空間の容積を最小と
する幾何学的形状、またはそれに近似する形状に設定さ
れていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
載の光ファイバレーザ装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の光ファ
イバレーザ装置と、該光ファイバレーザ装置より出射す
るレーザ光を被加工対象に集光する集光光学系とを備え
ることを特徴とするレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10025640A JPH11224964A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10025640A JPH11224964A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11224964A true JPH11224964A (ja) | 1999-08-17 |
Family
ID=12171450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10025640A Pending JPH11224964A (ja) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | 光ファイバレーザ装置及びレーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11224964A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001091252A3 (en) * | 2000-05-19 | 2002-05-23 | Cutting Edge Optronics Inc | High-power compact fiber laser |
| CN103620889A (zh) * | 2011-06-04 | 2014-03-05 | 罗兰·伯杰 | 光纤激光器用的激发单元 |
-
1998
- 1998-02-06 JP JP10025640A patent/JPH11224964A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001091252A3 (en) * | 2000-05-19 | 2002-05-23 | Cutting Edge Optronics Inc | High-power compact fiber laser |
| CN103620889A (zh) * | 2011-06-04 | 2014-03-05 | 罗兰·伯杰 | 光纤激光器用的激发单元 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040223 |