JPH11264921A - レーザ光のファイバ導光方法およびレーザ導光ファイバ装置 - Google Patents
レーザ光のファイバ導光方法およびレーザ導光ファイバ装置Info
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- JPH11264921A JPH11264921A JP8497398A JP8497398A JPH11264921A JP H11264921 A JPH11264921 A JP H11264921A JP 8497398 A JP8497398 A JP 8497398A JP 8497398 A JP8497398 A JP 8497398A JP H11264921 A JPH11264921 A JP H11264921A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ導光ファイバに効率よくレーザ光を入
射させるレーザ導光ファイバ、特に、入射レーザ光がフ
ァイバの入射端面で反射して生じる損失を回復し、さら
にレーザ光の入射位置を直接モニターして確実にレーザ
光を光ファイバのコアに導くようにして入射効率を高め
た高出力レーザ用導光ファイバを提供する。 【解決手段】 入射端面６に入射光軸に対して好ましく
は３〜５度の傾斜を持たせ、入射端面で反射するレーザ
光を反射鏡３で反射して再び入射端面に入射させる。ま
た、傾斜を有する入射端面で反射するレーザ光を観測し
て、入射端面６におけるレーザ光入射位置を測定し、集
光レンズ２の位置を調整して常時効率の良い入射を行わ
せるようにする。
射させるレーザ導光ファイバ、特に、入射レーザ光がフ
ァイバの入射端面で反射して生じる損失を回復し、さら
にレーザ光の入射位置を直接モニターして確実にレーザ
光を光ファイバのコアに導くようにして入射効率を高め
た高出力レーザ用導光ファイバを提供する。 【解決手段】 入射端面６に入射光軸に対して好ましく
は３〜５度の傾斜を持たせ、入射端面で反射するレーザ
光を反射鏡３で反射して再び入射端面に入射させる。ま
た、傾斜を有する入射端面で反射するレーザ光を観測し
て、入射端面６におけるレーザ光入射位置を測定し、集
光レンズ２の位置を調整して常時効率の良い入射を行わ
せるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ導光ファイ
バに効率よくレーザ光を入射させる方法および入射効率
の良いレーザ導光ファイバに関する。
バに効率よくレーザ光を入射させる方法および入射効率
の良いレーザ導光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバでレーザ光を伝送する場合、
入射レーザ光の一部がファイバの入射端面でフレネル反
射をするため損失が生じる。この損失は光信号の伝達に
用いる場合は回復可能であるが、レーザ出力を利用する
目的で大出力レーザを導光する場合には問題となる。
入射レーザ光の一部がファイバの入射端面でフレネル反
射をするため損失が生じる。この損失は光信号の伝達に
用いる場合は回復可能であるが、レーザ出力を利用する
目的で大出力レーザを導光する場合には問題となる。
【０００３】例えば、ＫＷ級の高出力レーザを導光する
ためには、コア径が０．２ｍｍ以上のステップインデッ
クス型光ファイバが用いられるが、入射端面におけるフ
レネル反射により３〜４％の損失が生じる。この損失は
効率の低下として問題となるばかりでなく、反射した高
エネルギレーザ光がレーザ発生装置に戻ってレーザ装置
に障害を与える問題が生じる。
ためには、コア径が０．２ｍｍ以上のステップインデッ
クス型光ファイバが用いられるが、入射端面におけるフ
レネル反射により３〜４％の損失が生じる。この損失は
効率の低下として問題となるばかりでなく、反射した高
エネルギレーザ光がレーザ発生装置に戻ってレーザ装置
に障害を与える問題が生じる。
【０００４】入射レーザ光とレーザ導光ファイバの位置
関係は、機械的な変位や光学部品の熱レンズ効果など色
々な要因でずれを生じる。レーザ光軸とファイバ軸位置
がずれたり焦点距離が狂って、レーザビームがコア部分
を外れるとたちまち光ファイバの焼損が生じるので、光
ファイバが高出力レーザを安定して導光するためには、
集光したレーザスポットに対して十分大きなコア径を持
たせる必要があり、通常は０．６〜１ｍｍ程度の大口径
を有する光ファイバがよく用いられる。
関係は、機械的な変位や光学部品の熱レンズ効果など色
々な要因でずれを生じる。レーザ光軸とファイバ軸位置
がずれたり焦点距離が狂って、レーザビームがコア部分
を外れるとたちまち光ファイバの焼損が生じるので、光
ファイバが高出力レーザを安定して導光するためには、
集光したレーザスポットに対して十分大きなコア径を持
たせる必要があり、通常は０．６〜１ｍｍ程度の大口径
を有する光ファイバがよく用いられる。
【０００５】また、こうした入射レーザ光とレーザ導光
ファイバの位置関係のずれを修正するため、レンズを光
軸方向と光軸に垂直な２方向に駆動する装置を設けて、
レーザ光の入射位置をモニターして調整するように構成
されている。レーザ光のモニターは高出力レーザを直接
利用すると調整前や調整中にファイバ装置を損傷する可
能性があるため、通常は弱いヘリウムネオンレーザなど
で代用して行う。
ファイバの位置関係のずれを修正するため、レンズを光
軸方向と光軸に垂直な２方向に駆動する装置を設けて、
レーザ光の入射位置をモニターして調整するように構成
されている。レーザ光のモニターは高出力レーザを直接
利用すると調整前や調整中にファイバ装置を損傷する可
能性があるため、通常は弱いヘリウムネオンレーザなど
で代用して行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、レーザ導光ファイバに効率よくレ
ーザ光を入射させる方法および入射効率の良いレーザ導
光ファイバを提供することである。特に、入射レーザ光
がファイバの入射端面で反射して生じる損失を回復し、
さらにレーザ光の入射位置を直接モニターして確実にレ
ーザ光を光ファイバのコアに導くようにして入射効率を
高めた高出力レーザ用導光ファイバを提供する。
しようとする課題は、レーザ導光ファイバに効率よくレ
ーザ光を入射させる方法および入射効率の良いレーザ導
光ファイバを提供することである。特に、入射レーザ光
がファイバの入射端面で反射して生じる損失を回復し、
さらにレーザ光の入射位置を直接モニターして確実にレ
ーザ光を光ファイバのコアに導くようにして入射効率を
高めた高出力レーザ用導光ファイバを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のレーザ光のファイバ導光方法は、レーザ導
光ファイバの入射端面に入射光軸に対する傾斜を持た
せ、入射端面で反射するレーザ光を反射鏡で反射して再
び入射端面に入射させることを特徴とする。また、本発
明の第２のファイバ導光方法は、レーザ導光ファイバの
入射端面に入射光軸に対する傾斜を持たせ、入射端面で
反射するレーザ光を観測して、レーザ導光ファイバの入
射端面におけるレーザ光入射位置を測定することを特徴
とする。特に、レーザ導光ファイバの入射端面にファイ
バ軸に対して傾斜を持たせ、入射光軸とファイバの軸が
平行になるように配置することにより、入射端面と入射
光軸が垂直にならないようにしてもよい。なお、入射端
面と入射光軸の傾きが３ないし５度であることが好まし
い。
め、本発明のレーザ光のファイバ導光方法は、レーザ導
光ファイバの入射端面に入射光軸に対する傾斜を持た
せ、入射端面で反射するレーザ光を反射鏡で反射して再
び入射端面に入射させることを特徴とする。また、本発
明の第２のファイバ導光方法は、レーザ導光ファイバの
入射端面に入射光軸に対する傾斜を持たせ、入射端面で
反射するレーザ光を観測して、レーザ導光ファイバの入
射端面におけるレーザ光入射位置を測定することを特徴
とする。特に、レーザ導光ファイバの入射端面にファイ
バ軸に対して傾斜を持たせ、入射光軸とファイバの軸が
平行になるように配置することにより、入射端面と入射
光軸が垂直にならないようにしてもよい。なお、入射端
面と入射光軸の傾きが３ないし５度であることが好まし
い。
【０００８】さらに、上記課題を解決するため、本発明
のレーザ導光ファイバ装置は、入射レーザの光軸に対し
て傾斜を有する入射端面を有し、入射端面で反射するレ
ーザ光を反射して元の入射端面に戻す反射鏡を備えるこ
とを特徴とする。また、本発明第２のレーザ導光ファイ
バ装置は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射
端面を有し、入射端面で反射するレーザ光を観測する撮
像装置を備えることを特徴とする。
のレーザ導光ファイバ装置は、入射レーザの光軸に対し
て傾斜を有する入射端面を有し、入射端面で反射するレ
ーザ光を反射して元の入射端面に戻す反射鏡を備えるこ
とを特徴とする。また、本発明第２のレーザ導光ファイ
バ装置は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射
端面を有し、入射端面で反射するレーザ光を観測する撮
像装置を備えることを特徴とする。
【０００９】さらに、本発明第３のレーザ導光ファイバ
装置は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射端
面を有し、入射端面で反射するレーザ光を反射して元の
入射端面に戻す反射鏡と、この反射鏡を透過するレーザ
光を観測する撮像装置とを備えることを特徴とする。な
お、入射レーザの集光レンズを光軸に垂直な面内で駆動
するアクチュエータを備え、撮像装置からの出力に基づ
いて集光レンズの位置を調整することにより入射レーザ
の入射位置を適正化するようにしてもよい。
装置は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射端
面を有し、入射端面で反射するレーザ光を反射して元の
入射端面に戻す反射鏡と、この反射鏡を透過するレーザ
光を観測する撮像装置とを備えることを特徴とする。な
お、入射レーザの集光レンズを光軸に垂直な面内で駆動
するアクチュエータを備え、撮像装置からの出力に基づ
いて集光レンズの位置を調整することにより入射レーザ
の入射位置を適正化するようにしてもよい。
【００１０】本発明のレーザ光のファイバ導光方法は、
レーザ導光ファイバの入射端面に入射光軸に対する傾斜
を持たせるため、入射レーザ光は入射面で入射方向と異
なる方向に反射するので、入射経路を逆にたどってレー
ザ発生装置に戻って悪い影響を与えることがない。ま
た、反射鏡が反射レーザ光を受けて同じ経路を戻し再び
入射端面に入射させるため、フレネル反射によるロスを
補ってレーザ導光ファイバに入射するレーザ光エネルギ
ーの効率を高めることができる。
レーザ導光ファイバの入射端面に入射光軸に対する傾斜
を持たせるため、入射レーザ光は入射面で入射方向と異
なる方向に反射するので、入射経路を逆にたどってレー
ザ発生装置に戻って悪い影響を与えることがない。ま
た、反射鏡が反射レーザ光を受けて同じ経路を戻し再び
入射端面に入射させるため、フレネル反射によるロスを
補ってレーザ導光ファイバに入射するレーザ光エネルギ
ーの効率を高めることができる。
【００１１】また、本発明の第２のファイバ導光方法
は、傾斜したレーザ導光ファイバの入射端面でフレネル
反射する弱いレーザ光を観測することにより、入射端面
におけるレーザ光入射位置を測定するので、可視レーザ
などを用いた代用測定でなく実際に照射するレーザ光の
位置を直接に知ることができる。なお、入射端面におけ
る反射光は入射光の３から４％であるが、位置測定のた
めにはさらにバンドフィルタなどで減衰させることが好
ましい。
は、傾斜したレーザ導光ファイバの入射端面でフレネル
反射する弱いレーザ光を観測することにより、入射端面
におけるレーザ光入射位置を測定するので、可視レーザ
などを用いた代用測定でなく実際に照射するレーザ光の
位置を直接に知ることができる。なお、入射端面におけ
る反射光は入射光の３から４％であるが、位置測定のた
めにはさらにバンドフィルタなどで減衰させることが好
ましい。
【００１２】なお、通常は入射端面をファイバー軸に対
して垂直に研磨して使用するが、本発明の方法に用いる
レーザ導光ファイバの入射端面をファイバ軸に対して傾
斜を持たせるようにすれば、入射するレーザ光の光軸と
ファイバ軸が同軸になるように配置することにより、自
然に光ファイバの入射端面とレーザ光軸が所定の傾きを
持つようになり、特殊な角度調整装置が不要である。な
お、入射端面と入射光軸の傾きが３ないし５度の範囲内
であれば、レーザ光入射経路の障害とならない位置に反
射鏡や撮像装置を設置することができ、かつフレネル反
射の量が垂直入射の場合と比較して過大にならない。
して垂直に研磨して使用するが、本発明の方法に用いる
レーザ導光ファイバの入射端面をファイバ軸に対して傾
斜を持たせるようにすれば、入射するレーザ光の光軸と
ファイバ軸が同軸になるように配置することにより、自
然に光ファイバの入射端面とレーザ光軸が所定の傾きを
持つようになり、特殊な角度調整装置が不要である。な
お、入射端面と入射光軸の傾きが３ないし５度の範囲内
であれば、レーザ光入射経路の障害とならない位置に反
射鏡や撮像装置を設置することができ、かつフレネル反
射の量が垂直入射の場合と比較して過大にならない。
【００１３】さらに、本発明のレーザ導光ファイバ装置
は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射端面を
有し、入射端面で反射するレーザ光を反射して元の入射
端面に戻す反射鏡を備えるので、レーザ発生装置に障害
を与えず、かつレーザ光の入射効率が高い。また、本発
明第２のレーザ導光ファイバ装置は、入射レーザの光軸
に対して傾斜を有する入射端面で反射するレーザ光を観
測する撮像装置を備えるので、直接的にレーザ入射位置
を測定することができる。
は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射端面を
有し、入射端面で反射するレーザ光を反射して元の入射
端面に戻す反射鏡を備えるので、レーザ発生装置に障害
を与えず、かつレーザ光の入射効率が高い。また、本発
明第２のレーザ導光ファイバ装置は、入射レーザの光軸
に対して傾斜を有する入射端面で反射するレーザ光を観
測する撮像装置を備えるので、直接的にレーザ入射位置
を測定することができる。
【００１４】さらに、本発明第３のレーザ導光ファイバ
装置は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射端
面で反射するレーザ光を元の入射端面に戻す反射鏡と、
この反射鏡を透過してさらに弱くなったレーザ光を観測
する撮像装置とを備えるので、フレネル反射によるロス
を回復できる上、実際のレーザ光の入射位置を観察しな
がら適正位置に調整することができるので、レーザ光の
入射効率をさらに高めることができる。
装置は、入射レーザの光軸に対して傾斜を有する入射端
面で反射するレーザ光を元の入射端面に戻す反射鏡と、
この反射鏡を透過してさらに弱くなったレーザ光を観測
する撮像装置とを備えるので、フレネル反射によるロス
を回復できる上、実際のレーザ光の入射位置を観察しな
がら適正位置に調整することができるので、レーザ光の
入射効率をさらに高めることができる。
【００１５】なお、入射レーザの集光レンズを光軸に垂
直な面内で駆動するアクチュエータを備えて撮像装置か
らの出力に基づいて集光レンズの位置を調整するように
したものは、操作員の手を煩わせることなく自動的に入
射レーザの入射位置を適正化することができる。なお、
集光レンズの位置調整を光軸方向についても行うように
すれば、より効果的に入射効率を向上させることができ
る。
直な面内で駆動するアクチュエータを備えて撮像装置か
らの出力に基づいて集光レンズの位置を調整するように
したものは、操作員の手を煩わせることなく自動的に入
射レーザの入射位置を適正化することができる。なお、
集光レンズの位置調整を光軸方向についても行うように
すれば、より効果的に入射効率を向上させることができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例に基
づき図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のレ
ーザ導光ファイバ装置の１実施例を表すブロック図、図
２は本発明第２の実施例を表すブロック図、図３は本発
明第３の実施例を表すブロック図、図４はレーザ入射位
置の管理方法を説明する図面である。
づき図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のレ
ーザ導光ファイバ装置の１実施例を表すブロック図、図
２は本発明第２の実施例を表すブロック図、図３は本発
明第３の実施例を表すブロック図、図４はレーザ入射位
置の管理方法を説明する図面である。
【００１７】
【実施例１】本実施例のレーザ導光ファイバ装置は、光
ファイバ１、集光レンズ２、反射鏡３からなり、レーザ
発生装置４から放射され全反射ミラー５で偏向されて入
射してくるレーザ光を集光レンズ２で光ファイバ１のコ
アに収束して、コアを通して必要なところに光エネルギ
ーを伝送する。光ファイバ１は高出力レーザを透過する
ため、ステップインデックスファイバが選ばれる。光フ
ァイバ５のレーザ入射面６はファイバ軸の垂直面に対し
て３度から５度程度の所定の傾きを有するように斜め研
磨して仕上げておく。
ファイバ１、集光レンズ２、反射鏡３からなり、レーザ
発生装置４から放射され全反射ミラー５で偏向されて入
射してくるレーザ光を集光レンズ２で光ファイバ１のコ
アに収束して、コアを通して必要なところに光エネルギ
ーを伝送する。光ファイバ１は高出力レーザを透過する
ため、ステップインデックスファイバが選ばれる。光フ
ァイバ５のレーザ入射面６はファイバ軸の垂直面に対し
て３度から５度程度の所定の傾きを有するように斜め研
磨して仕上げておく。
【００１８】このように光ファイバの入射端面６が傾い
ているため、ファイバ軸と同軸に入射するレーザ光のう
ち入射端面６でフレネル反射する部分は、入射端面６の
傾斜角の２倍の角度を持った方向に向かうので、入射端
面６に垂直に入射したときのようにレーザ発生装置４ま
で遡っていって障害を発生させることがない。入射端面
６で反射したレーザ光は反射鏡３で反射し同じ経路を逆
に通って再び入射端面６に入射する。レーザ発生装置４
で発生するレーザ光が直線偏光である場合は、光ファイ
バ端面上に干渉縞が生じ局所的にエネルギー密度の高い
部分ができて、光ファイバ端面に損傷を与える可能性が
あるので、光路中に偏光光学素子７を介入させて円偏光
化することが好ましい。
ているため、ファイバ軸と同軸に入射するレーザ光のう
ち入射端面６でフレネル反射する部分は、入射端面６の
傾斜角の２倍の角度を持った方向に向かうので、入射端
面６に垂直に入射したときのようにレーザ発生装置４ま
で遡っていって障害を発生させることがない。入射端面
６で反射したレーザ光は反射鏡３で反射し同じ経路を逆
に通って再び入射端面６に入射する。レーザ発生装置４
で発生するレーザ光が直線偏光である場合は、光ファイ
バ端面上に干渉縞が生じ局所的にエネルギー密度の高い
部分ができて、光ファイバ端面に損傷を与える可能性が
あるので、光路中に偏光光学素子７を介入させて円偏光
化することが好ましい。
【００１９】なお、フレネル反射は入射光軸が入射面の
法線に近いほど小さく、法線からの角度が５度程度まで
は余り変わらないが、１０度程度になると若干大きくな
る。例えば屈折率１．４４６の石英面におけるランダム
偏光についてみると、入射面に垂直に入射するときは反
射率が３．３２４７％であるが、５度の傾きを有すると
きでも３．３２４８％と余り変わらない。しかし傾きが
１０度になると反射率が３．３２６１％と増加し、２０
度では３．３４９％となる。そこで、入射端面６の傾き
を５度以下、好ましくは３度から４度にすると、レーザ
光が垂直に入射するときと比較しても殆ど変わらない入
射効率を達成し、かつ介装する各種装置がレーザ入射光
の光路を遮らないように配置することができる。
法線に近いほど小さく、法線からの角度が５度程度まで
は余り変わらないが、１０度程度になると若干大きくな
る。例えば屈折率１．４４６の石英面におけるランダム
偏光についてみると、入射面に垂直に入射するときは反
射率が３．３２４７％であるが、５度の傾きを有すると
きでも３．３２４８％と余り変わらない。しかし傾きが
１０度になると反射率が３．３２６１％と増加し、２０
度では３．３４９％となる。そこで、入射端面６の傾き
を５度以下、好ましくは３度から４度にすると、レーザ
光が垂直に入射するときと比較しても殆ど変わらない入
射効率を達成し、かつ介装する各種装置がレーザ入射光
の光路を遮らないように配置することができる。
【００２０】入射端面６で反射し反射鏡３で戻されたレ
ーザ光は、入射端面６で再びフレネル反射を起こすが、
上の例では約９６．７％と損失の殆どが回復して光ファ
イバ１内に投入され伝送される。従って、光ファイバ１
の導光効率は大きく改善される。なお、図面では入射端
面６を光ファイバ１の軸に対して傾斜するようにした
が、通常用いられるものと同じように光ファイバ軸に対
して垂直に研磨して入射レーザ光の光軸との間に所定の
角度を持たせるように配設しても同じ効果が得られるこ
とは言うまでもない。ただし、この構成では光ファイバ
１に特殊な加工をする必要はないが、装置の角度精度を
確保するための特殊な構造を必要とする。
ーザ光は、入射端面６で再びフレネル反射を起こすが、
上の例では約９６．７％と損失の殆どが回復して光ファ
イバ１内に投入され伝送される。従って、光ファイバ１
の導光効率は大きく改善される。なお、図面では入射端
面６を光ファイバ１の軸に対して傾斜するようにした
が、通常用いられるものと同じように光ファイバ軸に対
して垂直に研磨して入射レーザ光の光軸との間に所定の
角度を持たせるように配設しても同じ効果が得られるこ
とは言うまでもない。ただし、この構成では光ファイバ
１に特殊な加工をする必要はないが、装置の角度精度を
確保するための特殊な構造を必要とする。
【００２１】
【実施例２】本実施例のレーザ導光ファイバ装置は、光
ファイバ１、集光レンズ２、撮像装置８からなり、レー
ザ発生装置４から放射され全反射ミラー５で偏向されて
入射してくるレーザ光を集光レンズ２で収束し、コアを
通して光エネルギーを伝送する。光ファイバ１はステッ
プインデックスファイバで、レーザ入射面６はファイバ
軸の垂直面に対して３度から５度程度の傾きを有してい
る。
ファイバ１、集光レンズ２、撮像装置８からなり、レー
ザ発生装置４から放射され全反射ミラー５で偏向されて
入射してくるレーザ光を集光レンズ２で収束し、コアを
通して光エネルギーを伝送する。光ファイバ１はステッ
プインデックスファイバで、レーザ入射面６はファイバ
軸の垂直面に対して３度から５度程度の傾きを有してい
る。
【００２２】光ファイバの入射端面６が傾いているた
め、入射端面６でフレネル反射したレーザ光はレーザ光
の入射経路に戻ることはない。撮像装置８はＣＣＤカメ
ラあるいは赤外線カメラ等の対象とするレーザ光に対し
て感度を有する素子を有するもので、レーザ光の入射方
向からずれたところに設置され、入射端面６上のレーザ
光を光学フィルタ９を通して撮像する。光学フィルタ９
は使用するレーザ光の波長付近のみを透過するバンドパ
スフィルタである。高出力レーザとして用いられるＹＡ
Ｇレーザの波長は約１μｍ、ヨウ素レーザでは約１．３
μｍである。フィルタ９と撮像装置８は実際に使われる
レーザ光の波長に応じて選択される。
め、入射端面６でフレネル反射したレーザ光はレーザ光
の入射経路に戻ることはない。撮像装置８はＣＣＤカメ
ラあるいは赤外線カメラ等の対象とするレーザ光に対し
て感度を有する素子を有するもので、レーザ光の入射方
向からずれたところに設置され、入射端面６上のレーザ
光を光学フィルタ９を通して撮像する。光学フィルタ９
は使用するレーザ光の波長付近のみを透過するバンドパ
スフィルタである。高出力レーザとして用いられるＹＡ
Ｇレーザの波長は約１μｍ、ヨウ素レーザでは約１．３
μｍである。フィルタ９と撮像装置８は実際に使われる
レーザ光の波長に応じて選択される。
【００２３】撮像装置８の取得する画像はモニタ装置１
０を介して作業者に表示される。集光レンズ２はレーザ
光軸方向（図中、ｚ軸方向）、レーザ光軸に対して垂直
な２方向（図中、ｘ軸方向およびｙ軸方向）の３次元に
駆動できるレンズ駆動装置１１により位置調整すること
ができる。作業者はモニタ装置１０に表示されるレーザ
光のスポットの形状と位置を確認して、レンズ駆動装置
１１を操作し、レーザ光のスポットが適正な径を有して
光ファイバのコア中心に位置しているように管理する。
スポット径が大きくなりすぎるときにはｚ軸方向位置の
調整を行い、コア中心からのずれがあるときはｘ軸とｙ
軸方向の調整を行えばよい。
０を介して作業者に表示される。集光レンズ２はレーザ
光軸方向（図中、ｚ軸方向）、レーザ光軸に対して垂直
な２方向（図中、ｘ軸方向およびｙ軸方向）の３次元に
駆動できるレンズ駆動装置１１により位置調整すること
ができる。作業者はモニタ装置１０に表示されるレーザ
光のスポットの形状と位置を確認して、レンズ駆動装置
１１を操作し、レーザ光のスポットが適正な径を有して
光ファイバのコア中心に位置しているように管理する。
スポット径が大きくなりすぎるときにはｚ軸方向位置の
調整を行い、コア中心からのずれがあるときはｘ軸とｙ
軸方向の調整を行えばよい。
【００２４】本実施例の光ファイバ装置では、可視レー
ザ等による間接的な監視でなく、動作中にもレーザ光の
スポット位置を直接的に観察することができるため、常
にコア位置にレーザ光が当たるようにすることによりレ
ーザエネルギを効率よく光ファイバに導くことができ
る。また、レーザ発生装置４からのレーザ光路中にシャ
ッタ１２が設けられていて、レーザ光がコアから外れて
危険な状態になりそうなときにはレーザ光を緊急遮断し
て安全を確保することができる。
ザ等による間接的な監視でなく、動作中にもレーザ光の
スポット位置を直接的に観察することができるため、常
にコア位置にレーザ光が当たるようにすることによりレ
ーザエネルギを効率よく光ファイバに導くことができ
る。また、レーザ発生装置４からのレーザ光路中にシャ
ッタ１２が設けられていて、レーザ光がコアから外れて
危険な状態になりそうなときにはレーザ光を緊急遮断し
て安全を確保することができる。
【００２５】
【実施例３】本実施例は、第１の実施例と第２の実施例
を組み合わせてより効率を高めたレーザ導光ファイバ装
置である。以下の説明では、上記実施例と同じ機能を有
する構成要素には同じ参照番号を付して説明を簡略す
る。本実施例のレーザ導光ファイバ装置は、光ファイバ
１、集光レンズ２、反射鏡３、撮像装置８、レンズ駆動
装置１１からなる。レーザ発生装置４から全反射ミラー
５を介して入射してくるレーザ光を集光レンズ２で光フ
ァイバ１のコアに入射させて必要なところに光エネルギ
ーを伝送する。光ファイバ５のレーザ入射面６は所定の
傾きを有するように仕上げられている。
を組み合わせてより効率を高めたレーザ導光ファイバ装
置である。以下の説明では、上記実施例と同じ機能を有
する構成要素には同じ参照番号を付して説明を簡略す
る。本実施例のレーザ導光ファイバ装置は、光ファイバ
１、集光レンズ２、反射鏡３、撮像装置８、レンズ駆動
装置１１からなる。レーザ発生装置４から全反射ミラー
５を介して入射してくるレーザ光を集光レンズ２で光フ
ァイバ１のコアに入射させて必要なところに光エネルギ
ーを伝送する。光ファイバ５のレーザ入射面６は所定の
傾きを有するように仕上げられている。
【００２６】光ファイバ入射端面６が傾いているため、
入射端面６でフレネル反射するレーザ光がレーザ発生装
置４に戻って障害を及ぼす事象が生じない。入射端面６
で反射したレーザ光は反射鏡３で反射して再び入射端面
６に入射するので、光ファイバの導光効率が向上する。
反射鏡３は一部のレーザ光を透過する。この透過レーザ
光を撮像装置８がバンドパスフィルター９を介して撮像
し、画像処理装置１５によりレーザスポット位置を判定
してレンズ駆動装置１１を自動的に制御する。
入射端面６でフレネル反射するレーザ光がレーザ発生装
置４に戻って障害を及ぼす事象が生じない。入射端面６
で反射したレーザ光は反射鏡３で反射して再び入射端面
６に入射するので、光ファイバの導光効率が向上する。
反射鏡３は一部のレーザ光を透過する。この透過レーザ
光を撮像装置８がバンドパスフィルター９を介して撮像
し、画像処理装置１５によりレーザスポット位置を判定
してレンズ駆動装置１１を自動的に制御する。
【００２７】レンズ駆動装置１１には集光レンズ２をｚ
軸、ｘ軸およびｙ軸の各軸にそれぞれ独立に駆動できる
アクチュエータ１４、１５、１６が設けられていて、画
像処理装置１５の出力を受けてレーザ光が常に光ファイ
バ１のコア部分に照射するように制御する。たとえば、
図４（ａ）に示すＷのようにスポット径が適正値Ｐより
大きくなりすぎるときにはｚ軸アクチュエータ１４を操
作して集光レンズ２をｚ軸方向に位置調整し、適正な状
態に戻す。また、レーザスポットＳの位置が図４（ｂ）
に示すようにコアＫの中心からずれたときには、ｘ軸ア
クチュエータ１５とｙ軸アクチュエータ１６を操作して
中心位置に引き戻す。
軸、ｘ軸およびｙ軸の各軸にそれぞれ独立に駆動できる
アクチュエータ１４、１５、１６が設けられていて、画
像処理装置１５の出力を受けてレーザ光が常に光ファイ
バ１のコア部分に照射するように制御する。たとえば、
図４（ａ）に示すＷのようにスポット径が適正値Ｐより
大きくなりすぎるときにはｚ軸アクチュエータ１４を操
作して集光レンズ２をｚ軸方向に位置調整し、適正な状
態に戻す。また、レーザスポットＳの位置が図４（ｂ）
に示すようにコアＫの中心からずれたときには、ｘ軸ア
クチュエータ１５とｙ軸アクチュエータ１６を操作して
中心位置に引き戻す。
【００２８】こうした制御操作は運転中を通じて行われ
るため、レーザ光は常に光ファイバの入射端面のコア位
置に保持され、高い導光効率が維持される。なお、レー
ザ光がコア位置を外れて光ファイバや周囲の装置に熱損
傷を与える危険が生じたときには、光路中に設けたシャ
ッタ１２を作動してレーザ光を緊急遮断し安全を確保す
る。
るため、レーザ光は常に光ファイバの入射端面のコア位
置に保持され、高い導光効率が維持される。なお、レー
ザ光がコア位置を外れて光ファイバや周囲の装置に熱損
傷を与える危険が生じたときには、光路中に設けたシャ
ッタ１２を作動してレーザ光を緊急遮断し安全を確保す
る。
【００２９】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のレーザ導光
ファイバ装置により、光ファイバ装置の入射端面で反射
するレーザ光を再び入射端面に戻して光ファイバの導光
効率を向上させ、かつ反射したレーザ光がレーザ発生装
置に戻ることを防止して装置を保護することができる。
また、高出力レーザに用いる場合にも入射端面における
実際のレーザ照射位置を直接測定することができ、入射
位置をコアの中央に保持して光ファイバの導光効率を向
上することができる。
ファイバ装置により、光ファイバ装置の入射端面で反射
するレーザ光を再び入射端面に戻して光ファイバの導光
効率を向上させ、かつ反射したレーザ光がレーザ発生装
置に戻ることを防止して装置を保護することができる。
また、高出力レーザに用いる場合にも入射端面における
実際のレーザ照射位置を直接測定することができ、入射
位置をコアの中央に保持して光ファイバの導光効率を向
上することができる。
【図１】本発明のレーザ導光ファイバ装置の第１実施例
を表すブロック図である。
を表すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例を表すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施例を表すブロック図である。
【図４】レーザ入射位置の管理方法を説明する図面であ
る。
る。
１ 光ファイバ ２ 集光レンズ ３ 反射鏡 ４ レーザ発生装置 ５ 全反射ミラー ６ レーザ入射端面 ７ 偏光光学素子 ８ 撮像装置 ９ 光学フィルタ １０ モニタ装置 １１ レンズ駆動装置 １２ シャッタ １３ 画像処理装置 １４、１５、１６ アクチュエータ
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザ導光ファイバの入射端面に入射光
軸に対する傾斜を持たせ、該入射端面で反射するレーザ
光を反射鏡で反射して該入射端面に入射させることを特
徴とするレーザ光のファイバ導光方法。 - 【請求項２】 レーザ導光ファイバの入射端面に入射光
軸に対する傾斜を持たせ、該入射端面で反射するレーザ
光を観測して、レーザ導光ファイバの入射端面における
レーザ光入射位置を測定することを特徴とするレーザ光
のファイバ導光方法。 - 【請求項３】 前記入射端面がファイバ軸に対して傾斜
を有し、前記入射光軸とファイバの軸が平行になるよう
に配置することを特徴とする請求項１または２記載のレ
ーザ光のファイバ導光方法。 - 【請求項４】 前記入射端面の傾斜が３ないし５度であ
ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
レーザ光のファイバ導光方法。 - 【請求項５】 入射レーザの光軸に対して傾斜を有する
入射端面を有し、該入射端面で反射するレーザ光を反射
して該入射端面に戻す反射鏡を備えるレーザ導光ファイ
バ装置。 - 【請求項６】 入射レーザの光軸に対して傾斜を有する
入射端面を有し、該入射端面で反射するレーザ光を観測
する撮像装置を備えるレーザ導光ファイバ装置。 - 【請求項７】 入射レーザの光軸に対して傾斜を有する
入射端面を有し、該入射端面で反射するレーザ光を反射
して該入射端面に戻す反射鏡と、該反射鏡を透過するレ
ーザ光を観測する撮像装置とを備えるレーザ導光ファイ
バ装置。 - 【請求項８】 さらに、入射レーザの集光レンズを少な
くとも光軸に垂直な面内で駆動するアクチュエータを備
え、前記撮像装置からの出力に基づいて該集光レンズの
位置を調整することにより前記入射レーザの入射位置を
適正化することを特徴とする請求項６または７記載のレ
ーザ導光ファイバ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8497398A JPH11264921A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | レーザ光のファイバ導光方法およびレーザ導光ファイバ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8497398A JPH11264921A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | レーザ光のファイバ導光方法およびレーザ導光ファイバ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264921A true JPH11264921A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13845578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8497398A Pending JPH11264921A (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | レーザ光のファイバ導光方法およびレーザ導光ファイバ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11264921A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019049914A1 (ja) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ装置 |
| WO2019221034A1 (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ装置及びそれを用いたレーザ加工装置 |
-
1998
- 1998-03-16 JP JP8497398A patent/JPH11264921A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019049914A1 (ja) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ装置 |
| CN111050978A (zh) * | 2017-09-11 | 2020-04-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 激光装置 |
| JPWO2019049914A1 (ja) * | 2017-09-11 | 2020-10-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ装置 |
| US11329443B2 (en) | 2017-09-11 | 2022-05-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Laser device |
| WO2019221034A1 (ja) * | 2018-05-15 | 2019-11-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ装置及びそれを用いたレーザ加工装置 |
| JPWO2019221034A1 (ja) * | 2018-05-15 | 2021-07-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ装置及びそれを用いたレーザ加工装置 |
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