JPS60120306A - レ−ザ集光装置 - Google Patents
レ−ザ集光装置Info
- Publication number
- JPS60120306A JPS60120306A JP22950183A JP22950183A JPS60120306A JP S60120306 A JPS60120306 A JP S60120306A JP 22950183 A JP22950183 A JP 22950183A JP 22950183 A JP22950183 A JP 22950183A JP S60120306 A JPS60120306 A JP S60120306A
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- JP
- Japan
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- lens
- laser
- focal length
- laser light
- optical fiber
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0994—Fibers, light pipes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (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】
本発明はレーザ集光装置に関し、特に拡が９角の大きな
レーザ光を発するレーザ装置とこれと隔てて配置された
光ファイバーとを有効に結合するレーザ集光装置に関す
る。
レーザ光を発するレーザ装置とこれと隔てて配置された
光ファイバーとを有効に結合するレーザ集光装置に関す
る。
従来、光ファイバーを用いたレーザ加工装置として第１
図に示す様に、レーザ装置１（励起ランプ１２と、レー
ザ媒体１１と、共振器を構成するミラー２，３を含む）
から出射するレーザ光４をビームスプリッタ−５で多分
割し、その後、各分割されたレーザ光を各集光用レンズ
６で光ファイバー７のコア部に入射させ、この光ファイ
バーを伝送したレーザ光で同時多点加工を行うものがあ
る。しかし第２図に示す様にレーザ装置１の出方が大き
くなると同時に出射されるレーザ光の拡がシ角が大きく
なるため、レーザ光４の径が大きくなり、集光用レンズ
６の有効径内にレーザ光４の出力が充分にはいりきらな
いという問題がおこる。
図に示す様に、レーザ装置１（励起ランプ１２と、レー
ザ媒体１１と、共振器を構成するミラー２，３を含む）
から出射するレーザ光４をビームスプリッタ−５で多分
割し、その後、各分割されたレーザ光を各集光用レンズ
６で光ファイバー７のコア部に入射させ、この光ファイ
バーを伝送したレーザ光で同時多点加工を行うものがあ
る。しかし第２図に示す様にレーザ装置１の出方が大き
くなると同時に出射されるレーザ光の拡がシ角が大きく
なるため、レーザ光４の径が大きくなり、集光用レンズ
６の有効径内にレーザ光４の出力が充分にはいりきらな
いという問題がおこる。
このため従来、レーザ光の出射側ミラー２と光ファイバ
ー７のコア部にレーザ光４を集光するために用いるレン
ズ６の間の距離に限界があり、この距離内に設置可能な
ビームスプリッタ−５を設置する必要が生じ、その数が
制限されレーザ光４０分割数を制限している。
ー７のコア部にレーザ光４を集光するために用いるレン
ズ６の間の距離に限界があり、この距離内に設置可能な
ビームスプリッタ−５を設置する必要が生じ、その数が
制限されレーザ光４０分割数を制限している。
レーザ光の拡がシの影響をおさえて、レーザ光を長距離
伝搬させる一つの方法として、第３図に示すようにビー
ムエクスパンダ−８によってレーザ光の光線の径を大き
くすることによシ、レーザ光４の拡がり角をおさえる方
法がある。この方法によって長距離伝搬中にビームスプ
リッタ−５によりレーザ光の出力を分割し、各党ファイ
バー７のコア部に分割されたレーザ光の出力を有効に入
射することができるが、この方法では高価なビームエク
スパンダ−８を使用する他、大きな光学部品を必要とす
るため、レーザ光の出力の損失を少くするためのレンズ
６やビームスプリッタ−５などの反射防止膜の費用が高
価になり、必ずしも実用的とはいえない。
伝搬させる一つの方法として、第３図に示すようにビー
ムエクスパンダ−８によってレーザ光の光線の径を大き
くすることによシ、レーザ光４の拡がり角をおさえる方
法がある。この方法によって長距離伝搬中にビームスプ
リッタ−５によりレーザ光の出力を分割し、各党ファイ
バー７のコア部に分割されたレーザ光の出力を有効に入
射することができるが、この方法では高価なビームエク
スパンダ−８を使用する他、大きな光学部品を必要とす
るため、レーザ光の出力の損失を少くするためのレンズ
６やビームスプリッタ−５などの反射防止膜の費用が高
価になり、必ずしも実用的とはいえない。
本発明の目的は、上記従来の欠点を解決した安価で、か
つ比較的長距離伝搬後にも光ファイバーのコア部に有効
にレーザ光の出力を集光するレーザ集光装置を提供する
ことにある。
つ比較的長距離伝搬後にも光ファイバーのコア部に有効
にレーザ光の出力を集光するレーザ集光装置を提供する
ことにある。
本発明によれば、大きな拡がり角で拡がるレーザ光を出
射するレーザ装置の出射レーザ光の光軸とレンズの光軸
が一致するように出射側に長焦点レンズを配置し、ある
程度の距離を伝搬後にも、光ファイバーのコア部にレー
ザ光を集光するために用いる短焦点レンズの有効径内に
レーザ光の出力を有効に入射し、前記コア部にレーザ光
の出力を集光するレーザ集光装置が得られる。
射するレーザ装置の出射レーザ光の光軸とレンズの光軸
が一致するように出射側に長焦点レンズを配置し、ある
程度の距離を伝搬後にも、光ファイバーのコア部にレー
ザ光を集光するために用いる短焦点レンズの有効径内に
レーザ光の出力を有効に入射し、前記コア部にレーザ光
の出力を集光するレーザ集光装置が得られる。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第４図は本発明を示す実施例である。図において、レー
ザ装置１はレーザ媒体１１と、全反射ミラー３と出射ミ
ラー２と励起ランプ１２を含む０励起ランプによって励
起されて出射側ミラー２を出射するレーザ光４は長焦点
レンズ９に入射する。
ザ装置１はレーザ媒体１１と、全反射ミラー３と出射ミ
ラー２と励起ランプ１２を含む０励起ランプによって励
起されて出射側ミラー２を出射するレーザ光４は長焦点
レンズ９に入射する。
この長焦点レンズ９から出射したレーザ光１０はその後
側焦点近傍に集光するように伝搬する。この後側焦点の
手前には長焦点レンズ９より焦点距離の小さい集光用レ
ンズ６が配置され、光ファイバ７のコアにレーザ光を集
光する。集光レンズ６が受けるレーザ光のパワー密度は
さほど高くないため、集光用のレンズ６に損傷を与えず
、しかもレンズ６の有効径内に損失なくレーザ光を入射
し、光ファイバー７のコア部にそのレーザ光の出力を集
光することが可能となる。
側焦点近傍に集光するように伝搬する。この後側焦点の
手前には長焦点レンズ９より焦点距離の小さい集光用レ
ンズ６が配置され、光ファイバ７のコアにレーザ光を集
光する。集光レンズ６が受けるレーザ光のパワー密度は
さほど高くないため、集光用のレンズ６に損傷を与えず
、しかもレンズ６の有効径内に損失なくレーザ光を入射
し、光ファイバー７のコア部にそのレーザ光の出力を集
光することが可能となる。
本実施例と従来のレーザ集光装置（第２図に示すもの）
とを比較するため、レーザ装置１として連続発振出力３
４０ＷのＹＡＧレーザ装置を用い、そのレーザ光出力を
光ファイバー７へ入射させてファイバ透過後の出力を比
較した。本実施例のレンズの焦点距離、配置として次の
ようなものを用いた。出射側ミラー２と長焦点レンズ９
との距離は２０龍、出射側ミラー２と集光用レンズ６と
の距離は５１０１とし、長焦点レンズ９の焦点距離は７
９０■、集光用レンズ６の焦点距離は２０ ｗ４ 。
とを比較するため、レーザ装置１として連続発振出力３
４０ＷのＹＡＧレーザ装置を用い、そのレーザ光出力を
光ファイバー７へ入射させてファイバ透過後の出力を比
較した。本実施例のレンズの焦点距離、配置として次の
ようなものを用いた。出射側ミラー２と長焦点レンズ９
との距離は２０龍、出射側ミラー２と集光用レンズ６と
の距離は５１０１とし、長焦点レンズ９の焦点距離は７
９０■、集光用レンズ６の焦点距離は２０ ｗ４ 。
光ファイバーのコア径は０．５■とじた。
光線の拡シが問題となる３４０Ｗのレーザ出力の時、光
ファイバーからの出力が３０５Ｗであった。この値は、
出射側ミラー２の近辺に集光用レンズ６を置いたとき、
すなわち光線の拡シの影響が無視できるときの光ファイ
バー７からの出力値とかわらなかった。また長焦点レン
ズ９ｔｌ−置かなかったとき光ファイバー７からの出力
は、２９０５− Ｗで、レンズ６を固定している装置が加熱された。
ファイバーからの出力が３０５Ｗであった。この値は、
出射側ミラー２の近辺に集光用レンズ６を置いたとき、
すなわち光線の拡シの影響が無視できるときの光ファイ
バー７からの出力値とかわらなかった。また長焦点レン
ズ９ｔｌ−置かなかったとき光ファイバー７からの出力
は、２９０５− Ｗで、レンズ６を固定している装置が加熱された。
なお、上記実施例では、１つの光ファイバに光を入射す
るものであったが、長焦点レンズ９と集光用レンズ６と
の間に複数のビームスプリッタ−を配置し、分割した光
をそれぞれ別の光ファイバへ集光用レンズを介して集光
させてもよい。
るものであったが、長焦点レンズ９と集光用レンズ６と
の間に複数のビームスプリッタ−を配置し、分割した光
をそれぞれ別の光ファイバへ集光用レンズを介して集光
させてもよい。
本実施例では長焦点レンズの焦点距離は、使用するレー
ザ装置のレーザ光の拡が）角、レーザ光ｔ−ある分割数
に分割する場合に配置されるビームスプリ、ターに要す
る空間、集光用の短焦点レンズの有効径の大きさ及びレ
ンズを設定する位置により決定される。
ザ装置のレーザ光の拡が）角、レーザ光ｔ−ある分割数
に分割する場合に配置されるビームスプリ、ターに要す
る空間、集光用の短焦点レンズの有効径の大きさ及びレ
ンズを設定する位置により決定される。
以上のように本発明は、高出力レーザ装置から得られる
レーザ光の大きな拡が９角のためにレーザ光を長距離伝
搬させた場合、光線の径が拡り、集光用レンズの有効径
内にレーザ光の出力が有効にはいらないという問題を長
焦点レンズ１枚を使用することにより解決し、小さな光
学部品でレーザ光の多分割を行ない、その後に光ファイ
バーのコア部にレーザ光を有効的に集光し伝送するため
、 ６− 安価な多分割光ファイバー光学系を組むことができる。
レーザ光の大きな拡が９角のためにレーザ光を長距離伝
搬させた場合、光線の径が拡り、集光用レンズの有効径
内にレーザ光の出力が有効にはいらないという問題を長
焦点レンズ１枚を使用することにより解決し、小さな光
学部品でレーザ光の多分割を行ない、その後に光ファイ
バーのコア部にレーザ光を有効的に集光し伝送するため
、 ６− 安価な多分割光ファイバー光学系を組むことができる。
また本発明を使用することによｐ１光線の拡がりが問題
となっていた高出力レーザ装置のレーザ光を多分割し、
光ファイバーのコア部に入射させ、同時多点加工を行え
ば大幅に生産性を向上させ、工数を削減することができ
、その実用効果は大なるものである。
となっていた高出力レーザ装置のレーザ光を多分割し、
光ファイバーのコア部に入射させ、同時多点加工を行え
ば大幅に生産性を向上させ、工数を削減することができ
、その実用効果は大なるものである。
第１図、第３図は、従来のレーザ集光装置を示すブロッ
ク図、第２図は従来のレーザ光集光方法を説明するだめ
の図、第４図は本発明による一実施例を示すプロ、り図
である。 １・・・・・・レーザ装置、２・・・・・・出射側ミラ
ー、３・・・・・・全反射ミラー、４・・・・・・レー
ザ光線、５・・・・・・ビームスプリッタ−１６・・・
・・・集光用レンズ、７・・・・・・光ファイバ、８・
・・・・・ビームエクスパングー、９・・・・・・長焦
点レンズ、１０・・・・・・レーザ光線、１１・・・・
・・レーザ媒質、１２・・・・・・励起ランプ。
ク図、第２図は従来のレーザ光集光方法を説明するだめ
の図、第４図は本発明による一実施例を示すプロ、り図
である。 １・・・・・・レーザ装置、２・・・・・・出射側ミラ
ー、３・・・・・・全反射ミラー、４・・・・・・レー
ザ光線、５・・・・・・ビームスプリッタ−１６・・・
・・・集光用レンズ、７・・・・・・光ファイバ、８・
・・・・・ビームエクスパングー、９・・・・・・長焦
点レンズ、１０・・・・・・レーザ光線、１１・・・・
・・レーザ媒質、１２・・・・・・励起ランプ。
Claims (1)
- レーザ装置から出射されたレーザ光を集光して光ファイ
バのコアに入射させるレーザ集光装置において、前記レ
ーザ装置の出射側に配置された焦点距離が長い長焦点レ
ンズと、前記長焦点レンズの後側焦点の手前に配置した
前記長焦点レンズより焦点距離が短かい集光レンズとを
含み、これらレンズ系を介して前記光ファイバのコアに
レーザ光を入射させることを特徴とするレーザ集光装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22950183A JPS60120306A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | レ−ザ集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22950183A JPS60120306A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | レ−ザ集光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60120306A true JPS60120306A (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=16893156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22950183A Pending JPS60120306A (ja) | 1983-12-05 | 1983-12-05 | レ−ザ集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60120306A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410123A (en) * | 1992-10-22 | 1995-04-25 | Rancourt; Yvon | Process and apparatus for welding annular bellows |
| CN104834171A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-08-12 | 杨毅 | 激光发光装置、光源和投影显示系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56158932A (en) * | 1980-04-23 | 1981-12-08 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Optical device for damping measuring device with high connection efficiency especially employing back scattering technique |
| JPS57211288A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Coupler for semiconductor laser and optical fiber |
-
1983
- 1983-12-05 JP JP22950183A patent/JPS60120306A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56158932A (en) * | 1980-04-23 | 1981-12-08 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Optical device for damping measuring device with high connection efficiency especially employing back scattering technique |
| JPS57211288A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Coupler for semiconductor laser and optical fiber |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410123A (en) * | 1992-10-22 | 1995-04-25 | Rancourt; Yvon | Process and apparatus for welding annular bellows |
| CN104834171A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-08-12 | 杨毅 | 激光发光装置、光源和投影显示系统 |
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