JPS5843419A - 光伝送装置 - Google Patents
光伝送装置Info
- Publication number
- JPS5843419A JPS5843419A JP56142780A JP14278081A JPS5843419A JP S5843419 A JPS5843419 A JP S5843419A JP 56142780 A JP56142780 A JP 56142780A JP 14278081 A JP14278081 A JP 14278081A JP S5843419 A JPS5843419 A JP S5843419A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical fiber
- angle
- irradiated
- laser beam
- Prior art date
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-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明・は加工用や医療用などとしてレーザ光を伝送
するための光伝送装置に′関する、。
するための光伝送装置に′関する、。
一般に、上記目的に上ってレーザ光を伝送するための光
伝送装置は、レーデ光に対゛して透明な材料からなるコ
アの周囲に同じく透明な材料からなるクラッドを設け、
仁のクラッドの周囲を樹脂カフ４−で被覆して光ファイ
・ぐを形成する１、そして、レーデ発振器から出力され
たレーデ光を第１のレンズで一束して上記光ファイ・々
の一端に入射させ、他端から出射するレーデ光を第２の
レンズで集束して被照射物に照射するようにしている。
伝送装置は、レーデ光に対゛して透明な材料からなるコ
アの周囲に同じく透明な材料からなるクラッドを設け、
仁のクラッドの周囲を樹脂カフ４−で被覆して光ファイ
・ぐを形成する１、そして、レーデ発振器から出力され
たレーデ光を第１のレンズで一束して上記光ファイ・々
の一端に入射させ、他端から出射するレーデ光を第２の
レンズで集束して被照射物に照射するようにしている。
しかしながら、光ファイバを通してレーザ光を伝送する
と、光ファイバの出力端は入力端でのレーデ光の指向性
が失なわれてしまうので、光ファイノ量の出力端に第２
のレンズを設け、この第２のレンズでレーデ光を集束し
て被照射物に照射しても、十分な集光・９ワ一密度が得
ら゛れず、穴あけや切断などを確実に行なうことができ
ないという問題があった。すなわち、従来は光ファイバ
のコアの屈折率ｔ’ ｎｔ ｓクラッドの屈折率をｎ、
とすると、光ファイバの臨界角０は。
と、光ファイバの出力端は入力端でのレーデ光の指向性
が失なわれてしまうので、光ファイノ量の出力端に第２
のレンズを設け、この第２のレンズでレーデ光を集束し
て被照射物に照射しても、十分な集光・９ワ一密度が得
ら゛れず、穴あけや切断などを確実に行なうことができ
ないという問題があった。すなわち、従来は光ファイバ
のコアの屈折率ｔ’ ｎｔ ｓクラッドの屈折率をｎ、
とすると、光ファイバの臨界角０は。
２θｍａｘ ： ２ｄｓ＋ −’ （ｐ ） −−−−
（１）式で与えられるので、上記光ファイ／４に第１の
レンズでレーザ光を２０ ｍ＊ｘの角度に集束して入射
させていた。そして、光ファイバの出射端からほぼ２θ
ｍａｘの広がり角度で出射されるレーザ光を第２のレン
ズで集束して被照射物に照射するようＫしている、１こ
こで、被照射物を照射するレーザ光のパワー密度を高め
るには、光ファイバから出射するレーデ光を全て第２の
レンズで集束すればよいのだが、被照射物と第２のレン
ズとの距離、すなわち第２のレンズの集魚距離は加工性
などの点からあｉシ大きくすることができないにも係わ
らず、２０ｍａｘの大きな角度で出射されるレーデ光を
全て集束するには口径の大きなレンズ、すなわち明るい
レンズが必要となる。しかしながら、このようなレンズ
の製作には限界があるから、光ファイ・ぐから出射する
レーデ光を全て集束するということができず、また口径
の天竺なＶ７ｆを用いると、被照射物から蒸発飛散する
物質によって早期に汚損したシ、損傷してしまうという
ことがある。。
（１）式で与えられるので、上記光ファイ／４に第１の
レンズでレーザ光を２０ ｍ＊ｘの角度に集束して入射
させていた。そして、光ファイバの出射端からほぼ２θ
ｍａｘの広がり角度で出射されるレーザ光を第２のレン
ズで集束して被照射物に照射するようＫしている、１こ
こで、被照射物を照射するレーザ光のパワー密度を高め
るには、光ファイバから出射するレーデ光を全て第２の
レンズで集束すればよいのだが、被照射物と第２のレン
ズとの距離、すなわち第２のレンズの集魚距離は加工性
などの点からあｉシ大きくすることができないにも係わ
らず、２０ｍａｘの大きな角度で出射されるレーデ光を
全て集束するには口径の大きなレンズ、すなわち明るい
レンズが必要となる。しかしながら、このようなレンズ
の製作には限界があるから、光ファイ・ぐから出射する
レーデ光を全て集束するということができず、また口径
の天竺なＶ７ｆを用いると、被照射物から蒸発飛散する
物質によって早期に汚損したシ、損傷してしまうという
ことがある。。
この・発明は上記事情にもと゛づきなされたもので、そ
の目的とするところは、レーザ光を光ファイ／４で伝送
する際に、夏の光ファイバへのレーデ光の入射角度を十
分」すさくす暮ことによって、光ファイバから出゛射す
るレーザ光のほとんど全てを口径の小さなレンズで集束
して大きな・ぐワー密度で被照射物に照射することがで
きるようＫした光伝送装置を提供することにある。
の目的とするところは、レーザ光を光ファイ／４で伝送
する際に、夏の光ファイバへのレーデ光の入射角度を十
分」すさくす暮ことによって、光ファイバから出゛射す
るレーザ光のほとんど全てを口径の小さなレンズで集束
して大きな・ぐワー密度で被照射物に照射することがで
きるようＫした光伝送装置を提供することにある。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する３
１図中１はレーデ発振器である。このレーデ発振器１か
ら出力されたシー−光りは第１のレンズ２で集束されて
光コアイノ４３にこの一端面から入射する１、上記第１
のレンズ２は、レーデ光りの光コアイノ９３への入射角
２θ１が８度以下となる長焦点距離ｆ、のものが用いら
れている。すなわち、第１のレンズ２の焦点距離ｆ、は
、レーデ発振器１から出力されるレーデ光りの＠ｔＤと
すると、 ｆ＝阪缶８°＝７０ ・・・・・・（２
）式で求められる焦点距離よりも長いものが用いらｔｌ
ている。 Ｉ 上記光ファシパ３の出射端側には、この出射端面から距
離嘗、のところに第２のレンズ４が設けられ、この第″
１２のレンズ４の光軸４長上には第２のレンズ４から距
離すのところに被照射物５が配置されている。・なお、
距離すは第２０レンズ４の焦点距離ｆ！であって、ｂ／
ａ ＜ ’Ａ ’ Ｋなっている。したがって、光コア
イノぐ３から出射したレーザ光Ｌａ上記第２のレンズ４
で集束されて被照射物５を縮小倍率で照射するようにな
っている。
１図中１はレーデ発振器である。このレーデ発振器１か
ら出力されたシー−光りは第１のレンズ２で集束されて
光コアイノ４３にこの一端面から入射する１、上記第１
のレンズ２は、レーデ光りの光コアイノ９３への入射角
２θ１が８度以下となる長焦点距離ｆ、のものが用いら
れている。すなわち、第１のレンズ２の焦点距離ｆ、は
、レーデ発振器１から出力されるレーデ光りの＠ｔＤと
すると、 ｆ＝阪缶８°＝７０ ・・・・・・（２
）式で求められる焦点距離よりも長いものが用いらｔｌ
ている。 Ｉ 上記光ファシパ３の出射端側には、この出射端面から距
離嘗、のところに第２のレンズ４が設けられ、この第″
１２のレンズ４の光軸４長上には第２のレンズ４から距
離すのところに被照射物５が配置されている。・なお、
距離すは第２０レンズ４の焦点距離ｆ！であって、ｂ／
ａ ＜ ’Ａ ’ Ｋなっている。したがって、光コア
イノぐ３から出射したレーザ光Ｌａ上記第２のレンズ４
で集束されて被照射物５を縮小倍率で照射するようにな
っている。
一方、上記光ファイｐＲ３の出射端と第２のレン黛４と
の間には、レーデ光りが通過する透孔６が穿設された反
射板１が４５度の傾斜角度での出射角２θ、が６〜８度
以下の範囲のレーデ光りだけを通過させるように形成さ
れている。
の間には、レーデ光りが通過する透孔６が穿設された反
射板１が４５度の傾斜角度での出射角２θ、が６〜８度
以下の範囲のレーデ光りだけを通過させるように形成さ
れている。
したがって、出射角２０宜が設定値の６〜８度以上のレ
ーデ光りは、上記反射板１で反射する。
ーデ光りは、上記反射板１で反射する。
反射板１で反射したＶ−ザ光りは光電変換器８で受光さ
°れ、この光電変換、器８からの信号で警報回路９が作
動して警報信号を出力するよう・になっている。
°れ、この光電変換、器８からの信号で警報回路９が作
動して警報信号を出力するよう・になっている。
このような構成において、上述した（１）式より求めら
れる２０ｍ１ｘが２１．９度（開口数０．１９ ）の光
ファイバ３を用いて、この光コアイノ！３へのレーデ光
りの入射角２θ、と出射角２１９ｆｆｉとの関係を実験
したところ、第２図に示すような結果が得られた。すな
わち、入射−角２θ、を８度以下にすると、出射角２ａ
ｌも８度以下になり、゛指向−の良いレーデ光りが光フ
・アイ・々３から出射される。また、入射角２０ｍが８
度以上になると、出射角２０．が入射角２０８以上に広
がることが分かった。このことは、光ファイバ３のもつ
開口数よりも十分小さな広がり角でレーザ光Ｌｔ−伝送
させることができることを意味するから、光ファイ・ぐ
３の出射端側に設けられる第２めｖｙｐｙｅ４の口径が
小さくとも、光ファイバ３から出射されるレーザ光りの
ほとんど”、全てを集束して高いノ母ワー密度で被照射
物５を照射することができる。
れる２０ｍ１ｘが２１．９度（開口数０．１９ ）の光
ファイバ３を用いて、この光コアイノ！３へのレーデ光
りの入射角２θ、と出射角２１９ｆｆｉとの関係を実験
したところ、第２図に示すような結果が得られた。すな
わち、入射−角２θ、を８度以下にすると、出射角２ａ
ｌも８度以下になり、゛指向−の良いレーデ光りが光フ
・アイ・々３から出射される。また、入射角２０ｍが８
度以上になると、出射角２０．が入射角２０８以上に広
がることが分かった。このことは、光ファイバ３のもつ
開口数よりも十分小さな広がり角でレーザ光Ｌｔ−伝送
させることができることを意味するから、光ファイ・ぐ
３の出射端側に設けられる第２めｖｙｐｙｅ４の口径が
小さくとも、光ファイバ３から出射されるレーザ光りの
ほとんど”、全てを集束して高いノ母ワー密度で被照射
物５を照射することができる。
実験によると、コアの直径０．６ ｗｍ、長さ１０ｍの
光コアイノ４３を直径３０ｃｒｎに巻回し、この光ファ
イバ３に平均出力９０ＷのソーＣ光Ｌ：を焦点距離１０
０■の第ルンズ２で直径０．６＋ｍのスーットに集束し
て入射させ、この光ファイバ３から出射するレーザ些り
を出射端面から１００■の位置に配置された焦点距離が
２０ｍの＄２のレンズ４で集束し、この焦点距離から５
１遠い位置に配置された被照射物５に照射したところ、
この被照射物５にレーデ光りを７２Ｗのパワーで集束す
ることができた。、そして、被照射物５として厚さが２
−の鉄板を配置したところ、この鉄板を０．２５−の切
断代で３ｗＶ／Ｎｔ。
光コアイノ４３を直径３０ｃｒｎに巻回し、この光ファ
イバ３に平均出力９０ＷのソーＣ光Ｌ：を焦点距離１０
０■の第ルンズ２で直径０．６＋ｍのスーットに集束し
て入射させ、この光ファイバ３から出射するレーザ些り
を出射端面から１００■の位置に配置された焦点距離が
２０ｍの＄２のレンズ４で集束し、この焦点距離から５
１遠い位置に配置された被照射物５に照射したところ、
この被照射物５にレーデ光りを７２Ｗのパワーで集束す
ることができた。、そして、被照射物５として厚さが２
−の鉄板を配置したところ、この鉄板を０．２５−の切
断代で３ｗＶ／Ｎｔ。
のスピードで切断することができ造。
このことから、光７アイノ４３へのレーデ光りの入射角
を小さく制限して出射端からのイーデ光りの指向性の劣
化を小さくすることにより、レーデ光りの伝送損失をわ
ずかに押えて被照射物５を照射することができるという
ことが分かる。
を小さく制限して出射端からのイーデ光りの指向性の劣
化を小さくすることにより、レーデ光りの伝送損失をわ
ずかに押えて被照射物５を照射することができるという
ことが分かる。
１′・＠１ＯＶ７．ｅ２１に焦桝ｉ′、、艷１０長“４
０が用いられ光いるから、光７ア・イ・匂の入射端面の
設置位置は焦真深度が深い。たとえば、第１のレンズ２
に一点距離が１００１のものを用いると、光ファイバ３
の入射端面が第１のレンズ２の″焦点位置から前後に約
５ｍずれても、均一なノ９ワー伝送が行なえるから、光
ファイバ３の入射端Ｉｌｉを第１のレンズ２の焦点位置
からずらして配置することが可能となる。したがって、
光ファイバ３の入射端面におけるレーデ光りの・母ワー
密度を低くすることができるから、光ファイバ３０入射
端面が早期に劣化するのを防止できる。
０が用いられ光いるから、光７ア・イ・匂の入射端面の
設置位置は焦真深度が深い。たとえば、第１のレンズ２
に一点距離が１００１のものを用いると、光ファイバ３
の入射端面が第１のレンズ２の″焦点位置から前後に約
５ｍずれても、均一なノ９ワー伝送が行なえるから、光
ファイバ３の入射端Ｉｌｉを第１のレンズ２の焦点位置
からずらして配置することが可能となる。したがって、
光ファイバ３の入射端面におけるレーデ光りの・母ワー
密度を低くすることができるから、光ファイバ３０入射
端面が早期に劣化するのを防止できる。
また、光ファイノ譬３の出射端と第２のレンズ４との間
に反射板２を配置したから、／この反射板７の透孔６を
通過するレーザ光りの広がシ角が大きくなると、そのこ
とを知ることができる。
に反射板２を配置したから、／この反射板７の透孔６を
通過するレーザ光りの広がシ角が大きくなると、そのこ
とを知ることができる。
すなわち、光ファイバ３が所定の許容曲げ半径より小さ
な半径で折シ曲げられて高次のモードが発生したυ、光
フ、アイパ３の入出射端面戸損傷したりしてレーザＩ’
ｌｌ光りの出射角２ｏ＊が規定の６〜８度以上にな・λ
と、警報回路９が作動するから、そのことを知ることが
できる。
な半径で折シ曲げられて高次のモードが発生したυ、光
フ、アイパ３の入出射端面戸損傷したりしてレーザＩ’
ｌｌ光りの出射角２ｏ＊が規定の６〜８度以上にな・λ
と、警報回路９が作動するから、そのことを知ることが
できる。
なお、レーデ光りの出射光路上には、上記反射板に代シ
環状に形成された光電変換器を設けるようにしてもよい
。
環状に形成された光電変換器を設けるようにしてもよい
。
以上述べたようにこの発明は、レーデ発振器から出力さ
れたレーザ光を長焦点距離の第１のレンズで集束して８
度以下の角度で光ファイノ々に入射させ、この光ファイ
／？から出射するレーデ光を第２のレンズによって縮少
倍率で被照射物に照射するようにしたから、光ファイツ
ク７５島ら出射するレーザ光をこの光ファイ・９へ入射
するときとほぼ同じ小さな広がり角で出射させることが
できる。したがって、第２のレンズに口径が小さなもの
を用いても、レー′−光の１とんどすべてを集束して大
きな／９ワー密度で被照射物を照射することができる。
れたレーザ光を長焦点距離の第１のレンズで集束して８
度以下の角度で光ファイノ々に入射させ、この光ファイ
／？から出射するレーデ光を第２のレンズによって縮少
倍率で被照射物に照射するようにしたから、光ファイツ
ク７５島ら出射するレーザ光をこの光ファイ・９へ入射
するときとほぼ同じ小さな広がり角で出射させることが
できる。したがって、第２のレンズに口径が小さなもの
を用いても、レー′−光の１とんどすべてを集束して大
きな／９ワー密度で被照射物を照射することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はレ
ーザ光の光ファイ／４への入射角と出射角の関係を示す
説明図である。 ｌ・・・レーデ発振器、２・・・第１のレンズ、３・・
・光ファイバ、４・・・第２のレンズ、５・・・被照射
物。 第１図
ーザ光の光ファイ／４への入射角と出射角の関係を示す
説明図である。 ｌ・・・レーデ発振器、２・・・第１のレンズ、３・・
・光ファイバ、４・・・第２のレンズ、５・・・被照射
物。 第１図
Claims (1)
- レーデ発振器と、このレーデ発振器からのレーザ光を集
束して８度以下の角度で光ファイ・譬に入射させる長焦
点距離の第１のレンズと、上記光ファイバから出射する
レーデ光を縮小倍率で被照射物に照射する第２のレンズ
とを具備したことを特徴とする光伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142780A JPS5843419A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 光伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142780A JPS5843419A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 光伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5843419A true JPS5843419A (ja) | 1983-03-14 |
| JPH0255157B2 JPH0255157B2 (ja) | 1990-11-26 |
Family
ID=15323414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56142780A Granted JPS5843419A (ja) | 1981-09-10 | 1981-09-10 | 光伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5843419A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171776A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-05 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | レ−ザ・エネルギを送り出す方法と装置 |
| US5430816A (en) * | 1992-10-27 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multiple split-beam laser processing apparatus generating an array of focused beams |
| JP2009056481A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置 |
| US7608799B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-10-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid-state laser processing apparatus and laser welding process |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3531199B2 (ja) * | 1994-02-22 | 2004-05-24 | 三菱電機株式会社 | 光伝送装置 |
-
1981
- 1981-09-10 JP JP56142780A patent/JPS5843419A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171776A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-05 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | レ−ザ・エネルギを送り出す方法と装置 |
| US5430816A (en) * | 1992-10-27 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Multiple split-beam laser processing apparatus generating an array of focused beams |
| US7608799B2 (en) | 2003-12-05 | 2009-10-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid-state laser processing apparatus and laser welding process |
| JP2009056481A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255157B2 (ja) | 1990-11-26 |
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