JPS6152622A - Energy optical switch - Google Patents
Energy optical switchInfo
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- JPS6152622A JPS6152622A JP17430684A JP17430684A JPS6152622A JP S6152622 A JPS6152622 A JP S6152622A JP 17430684 A JP17430684 A JP 17430684A JP 17430684 A JP17430684 A JP 17430684A JP S6152622 A JPS6152622 A JP S6152622A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、レーザメス装置やレーザ加工機等の光エネル
ギを応用する分野において、導光路に光ファイバを用い
る場合の光路変換の手段として用いるエネルギ光スイッ
チに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an energy optical switch used as a means for changing an optical path when an optical fiber is used as a light guide in a field where optical energy is applied such as a laser scalpel device or a laser processing machine. It is related to.
従来例の構成とその問題点
1本のファイバからの出射光を、他の2本の光ファイバ
のいずれか一方へ、時分割的に選択結合させるだめに、
反射面の回転による反射角の変化を用い、簡素に光スイ
ツチ動作を行なう従来の技術として、第1図に示すよう
な構成が知られている。Conventional configuration and its problems In order to selectively couple the emitted light from one fiber to one of the other two optical fibers in a time-sharing manner,
A configuration as shown in FIG. 1 is known as a conventional technique for simply performing an optical switch operation using changes in the reflection angle due to rotation of a reflection surface.
光ファイバ1の伝送光11ば、レンズ2で平行ビームa
となり、さらに反射鏡1oで反射された後ビームbとな
る。反射鏡1oは、平行ビームaの光転を中心に回転さ
せると、平行ビームbを任意の方向に向けることが可能
である。従って、反射鏡10を回転し平行ビームbの方
向を変えて光スイツチ動作が得られる。反射鏡の回転角
=○の時光フフイバ4が、回転角−θの時、光ファイバ
7が選択される。光路選択時、反射鏡1oで反射された
平行ビームbは、レンズ6または8を介して、光ファイ
バ4または7に集束結合され、伝送光重 またはI0
2が得られる。The transmitted light 11 of the optical fiber 1 is converted into a parallel beam a by the lens 2.
After being further reflected by the reflecting mirror 1o, it becomes a beam b. When the reflecting mirror 1o is rotated around the optical rotation of the parallel beam a, it is possible to direct the parallel beam b in any direction. Therefore, by rotating the reflecting mirror 10 and changing the direction of the parallel beam b, an optical switch operation can be obtained. When the rotation angle of the reflecting mirror is ◯, the optical fiber 4 is selected, and when the rotation angle is −θ, the optical fiber 7 is selected. When selecting the optical path, the parallel beam b reflected by the reflecting mirror 1o is focused and coupled to the optical fiber 4 or 7 via the lens 6 or 8, and the transmitted light weight or I0
2 is obtained.
光ファイバ1,4および7は、ファイバ支持具3、 6
および7によって光軸が固定されている。Optical fibers 1, 4 and 7 are attached to fiber supports 3, 6
The optical axis is fixed by and 7.
図中、平行ビームbの破線は、平行ビームbとレンズ5
および光ファイバ4の光軸が同一の状態を示す。実線は
、反射鏡1oが矢印Aの方向へ回軸し、光ファイバ7か
ら4へスイッチされる途中において、平行ビームbとレ
ンズ6および光ファイバ4の光軸の位置ずれが生じてい
る状態を示す。In the figure, the broken line of parallel beam b represents parallel beam b and lens 5.
The optical axis of the optical fiber 4 and the optical axis of the optical fiber 4 are the same. The solid line indicates a state in which the optical axes of the parallel beam b, the lens 6, and the optical fiber 4 are misaligned when the reflecting mirror 1o is rotated in the direction of the arrow A and the optical fiber 7 is switched from the optical fiber 7 to the optical fiber 4. show.
光軸の位置ずれにより、レンズ6によって集束されたビ
ームスポットは、斜線で示す光ファイバ4の周端部11
およびファイバ支持具6に照射される。Due to the misalignment of the optical axis, the beam spot focused by the lens 6 is shifted to the circumferential end 11 of the optical fiber 4 shown by diagonal lines.
and the fiber support 6 is irradiated.
YAGレーザや、Co2レーザを用いたレーザメス装置
は、レーザ光強度が100〜4OW(エネルギ密度2o
〜50KW/ad)と非常に高く、石英ファイバあるい
は、KR3−sファイバ等、コア素材の耐光強度の限界
に近い。従って、このような高いエネルギを有するビー
ムスポットが、光ファイバ4の周端部11やファイバ支
持具6に向けられた場合、被照射部は異常発熱を起こし
、熱的破損を生ずる危険性がある。A laser scalpel device using a YAG laser or a Co2 laser has a laser beam intensity of 100 to 4 OW (energy density of 2 OW).
~50KW/ad), which is extremely high and close to the limit of light resistance of core materials such as quartz fiber or KR3-s fiber. Therefore, if a beam spot with such high energy is directed towards the peripheral end 11 of the optical fiber 4 or the fiber support 6, the irradiated part will generate abnormal heat and there is a risk of thermal damage. .
発明の目的
本発明は、光スイッチが、光路を変換する過程において
、光ファイバのコアの周辺部分に光が照射され悪影響を
及ぼすことのないよう光スイツチ動作を行なうエネルギ
光スイッチを提供することを目的とする。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention provides an energy optical switch that performs an optical switch operation in such a way that light is not irradiated to the peripheral portion of the core of an optical fiber and has an adverse effect during the process of converting the optical path. purpose.
発明の構成
本発明によるエネルギ光スイッチは、出射系からの光を
、選択された入射系光ファイバ(以下被光スイツチファ
イバとする)から他の被光スイツチファイバへ光路変換
する光路変換手段が光路切換中に入射光がファイバ周辺
部を走引することなく光路変換するよう構成されている
。Structure of the Invention In the energy optical switch according to the present invention, an optical path converting means for changing the optical path of light from an output system from a selected input optical fiber (hereinafter referred to as an optical target switch fiber) to another optical target switch fiber is provided. The optical path is changed so that the incident light does not travel around the fiber during switching.
実施例の説明
以下本発明の実施例について、図面に従って、説明する
。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第2図は、光路変換体に回転可能な反射鏡を用いた場合
で、クリック機構を設けた例を示す。FIG. 2 shows an example in which a rotatable reflecting mirror is used as the optical path converter and a click mechanism is provided.
21は光源側の光ファイバで、23.25は被光スイツ
チファイバ、27は反射鏡である。反射鏡27は、円周
端面部に28a、28bなるくぼみを持ち円中心を軸と
して回転可能な回転台28の上に固定されている。3Q
はクリック機構で、支点P軸で回動可能に支持され、先
端にローラ32が取り付けられ、末端のバネ31によっ
て、回転体28に押え付けられている。またクリック機
構30の最末端には、電気接点33があり、ローラ32
が回転体28のくぼみ28aまだは28bから外れると
第1図(b)に示すように開き、くぼみ2Baiたは2
8blC入ると閉じる様になっ°ている。この、接点3
3の開閉によって、回転体28が回転中は、伝送光が遮
断される。21 is an optical fiber on the light source side, 23 and 25 are lighted switch fibers, and 27 is a reflecting mirror. The reflecting mirror 27 has recesses 28a and 28b on its circumferential end face and is fixed on a rotary table 28 that is rotatable about the center of the circle. 3Q
is a click mechanism, which is rotatably supported on a fulcrum P axis, has a roller 32 attached to its tip, and is pressed against the rotating body 28 by a spring 31 at the end. Further, there is an electrical contact 33 at the extreme end of the click mechanism 30, and the roller 32
When the rotor 28 is separated from the recess 28a or 28b, it opens as shown in FIG. 1(b), and the recess 2Bai or 2
It closes when 8blC enters. This contact point 3
By opening and closing 3, the transmitted light is blocked while the rotating body 28 is rotating.
ローラ32がくぼみ28bに係合している時、光ファイ
バ21からの出射光eは、レンズ22によって平行ビー
ムfとされ、反射鏡2了によって反射され、レンズ24
によって、光フフイバ23へ集光、入射されており、反
射鏡27を介して光軸が合なっている。また、くぼみ2
8aは破線で示す様な光ファイバ21と25の光軸が重
なり合う位置に設けられる。When the roller 32 is engaged with the recess 28b, the emitted light e from the optical fiber 21 is converted into a parallel beam f by the lens 22, reflected by the reflecting mirror 2, and then reflected by the lens 24.
The light is focused and incident on the optical fiber 23, and its optical axes are aligned via the reflecting mirror 27. Also, hollow 2
8a is provided at a position where the optical axes of the optical fibers 21 and 25 overlap as shown by the broken line.
ローラ32は回転体28のくほみ28aか28bのいず
れかと係合するよう制御され、回転体28を回転させ、
三者を切り換えることにより、光スイッチの動作を行な
う。The roller 32 is controlled to engage with either the groove 28a or 28b of the rotating body 28, causing the rotating body 28 to rotate,
By switching between the three, the optical switch operates.
第3図は、被光スイツチファイバにそれぞれ対応する。FIG. 3 corresponds to each lighted switch fiber.
2つの反射面を備えた、光路変換体を用いる場合を示す
。4oは光源側の光ファイバ、42および44は被光ス
イツチファイバである。46は、角度θ31およびθ3
2の反射面47.48を持つ光路変換体である。41,
43.45は、それぞれ光ファイバ40,42.44用
のレンズである。A case is shown in which an optical path converter having two reflective surfaces is used. 4o is an optical fiber on the light source side, and 42 and 44 are lighted switch fibers. 46 is the angle θ31 and θ3
This is an optical path converter having two reflecting surfaces 47 and 48. 41,
43.45 are lenses for the optical fibers 40 and 42.44, respectively.
光ファイバ40からの出射光iは、レンズ41によって
平行ビームjとなり、反射面47を介し、レンズ43に
よって光ファイバ42に集光される。Outgoing light i from the optical fiber 40 is turned into a parallel beam j by the lens 41, and is focused onto the optical fiber 42 by the lens 43 via the reflective surface 47.
また、光路変換体46を破線で示す位置に矢印入方向に
スライドさせると、平行ビームiは反射面48て反射し
、レンズ45によって光ファイノく44へ集光される。Furthermore, when the optical path converter 46 is slid in the direction of the arrow to the position shown by the broken line, the parallel beam i is reflected by the reflecting surface 48 and focused by the lens 45 onto the optical fin 44.
以上のように光路変換体46は、スライド移動により、
レンズ41からの平行ビームjの反射角度を切換える。As described above, the optical path converter 46 moves by sliding.
The reflection angle of the parallel beam j from the lens 41 is switched.
光路変換体46の移動中の状態を(b)に示す。4つは
光ファイバ4oの光軸を示す。The state in which the optical path converter 46 is moving is shown in (b). 4 indicates the optical axis of the optical fiber 4o.
おり、平行ビームjは、反射を受ける反射面47および
48にそれぞれ入射した割合で分割され、ファイバ42
.44へ入射される。The parallel beam j is split at the rate at which it is incident on the reflection surfaces 47 and 48, respectively, and is sent to the fiber 42.
.. 44.
第4図は第3図の実施例における光路変換体46の代り
に、3面の異なる反射角を有する円形の光路変換体50
を用いた光スイッチの例を示す。FIG. 4 shows a circular optical path converter 50 having three different reflection angles in place of the optical path converter 46 in the embodiment shown in FIG.
An example of an optical switch using
光路変換体5oはその面上に反射面51.52および5
3の反射面を持つ。例えば、反射面51の場合に角度θ
41で示される、光路変換体5oの底面60′に対する
傾きは、反射面51,52及び53について各々異って
いる。5Sは入射光の、 [56a、s
sbおよび55cは被光スイツチ側への反射光の光軸を
表わす。光軸55は、反射面51での反射により光軸5
5aと結合している。同様に、反射52および53は、
それぞれ光軸ssbおよび55cと光路56の結合を行
う。The optical path converter 5o has reflective surfaces 51, 52 and 5 on its surface.
It has 3 reflective surfaces. For example, in the case of the reflective surface 51, the angle θ
The inclinations of the optical path converter 5o with respect to the bottom surface 60', indicated by 41, are different for the reflective surfaces 51, 52, and 53, respectively. 5S is the incident light, [56a, s
sb and 55c represent the optical axis of the reflected light toward the lighted switch. The optical axis 55 changes due to reflection on the reflective surface 51.
It is combined with 5a. Similarly, reflections 52 and 53 are
The optical axes ssb and 55c are coupled to the optical path 56, respectively.
反射面51.62および63の光路結合方向はそれぞれ
固定されているので、前述の第3図の測量様、被光スイ
ツチ光の走引は生じない。Since the optical path coupling directions of the reflecting surfaces 51, 62 and 63 are each fixed, the traveling of the lighted switch light does not occur as in the survey shown in FIG. 3 described above.
また、反射体5oの回転方向に可逆性を持たせると、光
路結合方向がいずれへも変換可能となる。Furthermore, if the rotation direction of the reflector 5o is made reversible, the optical path coupling direction can be changed to either direction.
第5図は、光路変換体にプリズムを用いる例を示す。FIG. 5 shows an example in which a prism is used as the optical path converter.
6oはプリズムで、64は出射側のレンズ、66および
65は被光スイツチ側のレンズを表わし、63は出射側
の光軸、63aおよびssbは被光スイツチ側の光軸を
表わす。プリズム60は出射光軸63に対して異る角度
θ51.θ62を有する部分61.62を備えている。6o is a prism, 64 is a lens on the output side, 66 and 65 are lenses on the lighted switch side, 63 is an optical axis on the output side, and 63a and ssb are optical axes on the lighted switch side. The prism 60 has different angles θ51 . It has portions 61 and 62 having θ62.
プリズム6oが実線の位置にある時、入射面62は、光
軸63に対しθ62=πである。従って入射光軸63は
、屈折することなく直進し、光軸63bと結合する。プ
リズム60が破線の位置にある時、入射面61は、光軸
63に対しθ51<πである。従って、入射光軸63は
、プリズム6゜の入射面61、さらに裏面61′の2面
で屈折し、光軸63aと結合する。When the prism 6o is at the position indicated by the solid line, the incident surface 62 is at an angle θ62=π with respect to the optical axis 63. Therefore, the incident optical axis 63 travels straight without being refracted and combines with the optical axis 63b. When the prism 60 is at the position indicated by the broken line, the incident surface 61 is θ51<π with respect to the optical axis 63. Therefore, the incident optical axis 63 is refracted by two surfaces, the incident surface 61 and the back surface 61' of the prism 6°, and is combined with the optical axis 63a.
光軸63に対し、θ51およびθ52が一定ならば、屈
折光は光路の切換え時(プリズム6oが、実線の状態→
破線の状態)において、光軸63aおよびssbからず
れることはなく、被光スイツチ光の走引は生じない。If θ51 and θ52 are constant with respect to the optical axis 63, the refracted light will change when the optical path is switched (when the prism 6o is in the solid line state →
In the state shown by the broken line), there is no deviation from the optical axes 63a and ssb, and no running of the lighted switch light occurs.
発明の効果
以上のように本発明は、エネルギ光の伝送を目的とする
光フアイバ用の光スイッチにおいて、光路変換時、高い
エネルギ密度を持っている波光スイッチ光の走引かなく
、従って、光ファイバの端面付近は、完全に保護される
。Effects of the Invention As described above, the present invention is an optical switch for an optical fiber whose purpose is to transmit energy light. The area near the end face is completely protected.
第1図は、従来の反射鏡の回転によるエネルギ光スイッ
チの構成図、第2図(−)は、本発明の一実施例におけ
るエネルギ光スイッチの構成を示す概略図、第2図(b
)は同要部の概略図、第3図(a)は、本発明の他の実
施例におけるエネルギ光スイノチの構成を示す概略図、
第3図(b)は同要部を示す概略図、第4図は、本発明
の更に他の実施例の要部を示し、(−)はその平面[q
(b)はその断面図、第5図は本発明の更に他の実施例
におけるエネルギ光スイッチの構成の要部を示す概略図
である。
21.23.25・・・・・・光ファイバ、22,24
゜26・・・・・・レンズ、27・・・・・・反射鏡、
28・・・・・・回転台、3o・・・・・・クリック機
構、33・・・・・・電気接点、40.42.44・・
・・・・光ファイバ、41,43゜46・・・・・・レ
ンズ、46・・・・・・光路変換体、47.48・・・
・・・反射面。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
1 図
L6 、o。
第 2 図
第3図
(Q)FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional energy optical switch by rotating a reflecting mirror, FIG. 2 (-) is a schematic diagram showing the configuration of an energy optical switch according to an embodiment of the present invention, and FIG.
) is a schematic diagram of the same essential parts, FIG. 3(a) is a schematic diagram showing the configuration of an energy light switch in another embodiment of the present invention,
FIG. 3(b) is a schematic diagram showing the same essential parts, FIG. 4 shows the essential parts of still another embodiment of the present invention, and (-) indicates the plane [q
(b) is a sectional view thereof, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the main part of the configuration of an energy optical switch in still another embodiment of the present invention. 21.23.25...Optical fiber, 22,24
゜26...lens, 27...reflector,
28... Turntable, 3o... Click mechanism, 33... Electrical contact, 40.42.44...
...Optical fiber, 41,43°46...Lens, 46...Optical path converter, 47.48...
...reflective surface. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
1 Figure L6, o. Figure 2 Figure 3 (Q)
Claims (5)
ファイバの端部と選択的に光学的に結合するよう構成さ
れ、1つの出射系光ファイバからの光を複数の入射系光
ファイバに選択的に入射するよう光路を変換する手段を
備え、その手段が光路の切換中に入射光がファイバ周辺
部を走引することなく、光路変換するよう構成されたこ
とを特徴とするエネルギ光スイッチ。(1) Constructed to selectively optically couple the end of an optical fiber for optical energy transmission with the ends of a plurality of optical fibers, and transmit light from one output optical fiber to a plurality of input optical fibers. An energy light beam comprising a means for converting an optical path so that it is selectively incident on the fiber, and the means is configured to change the optical path without the incident light traveling around the fiber during switching the optical path. switch.
有することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
のエネルギ光スイッチ。(2) The energy optical switch according to claim (1), further comprising means for temporarily blocking the emitted light when changing the optical path.
よる反射方向の変化を利用する光路変換体を有し光路変
換時に、前記反射鏡の回転位置を検知して、出射光を遮
断する手段の制御を行なうことを特徴とする特許請求の
範囲第(2)項記載のエネルギ光スイッチ。(3) The optical path changing means includes an optical path changing body that utilizes a change in the direction of reflection due to the rotational position of a rotatable reflecting mirror, and when changing the optical path, the rotating position of the reflecting mirror is detected and the emitted light is blocked. An energy optical switch according to claim 2, characterized in that the energy optical switch controls the means.
入射系光ファイバ光結合組合せの各々に対応する方向に
光路を変換する複数の反射面を有する光路変換体を備え
、前記光路変換体をおのおの反射面と出射系の光路との
間の角度を維持して位置移動することにより光路変換を
行なう特許請求の範囲第(1)項記載のエネルギ光スイ
ッチ。(4) The optical path converting means includes an optical path converter having a plurality of reflective surfaces that convert the optical path in a direction corresponding to each of the output optical fiber and the plurality of input optical fiber optical coupling combinations, the optical path converter The energy optical switch according to claim 1, wherein the optical path is changed by moving the optical path while maintaining the angle between each reflecting surface and the optical path of the output system.
イバの光結合組合せの各々に対応する方向に光路を変換
する複数のプリズムを有する光路変換体を備え、前記光
路変換体をおのおの屈折方向と出射系の光路との間の角
度を維持して位置移動することを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載のエネルギ光スイッチ。(5) The optical path conversion means includes an optical path conversion body having a plurality of prisms that convert the optical path in a direction corresponding to each of the optical coupling combinations of the output system and the plurality of input system optical fibers, and each of the optical path conversion bodies The energy optical switch according to claim 1, wherein the energy optical switch moves while maintaining the angle between the refraction direction and the optical path of the output system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17430684A JPS6152622A (en) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | Energy optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17430684A JPS6152622A (en) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | Energy optical switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6152622A true JPS6152622A (en) | 1986-03-15 |
Family
ID=15976351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17430684A Pending JPS6152622A (en) | 1984-08-22 | 1984-08-22 | Energy optical switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6152622A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002262318A (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-13 | Fujitsu Ltd | Optical switch |
-
1984
- 1984-08-22 JP JP17430684A patent/JPS6152622A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002262318A (en) * | 2001-03-05 | 2002-09-13 | Fujitsu Ltd | Optical switch |
JP4657472B2 (en) * | 2001-03-05 | 2011-03-23 | 富士通株式会社 | Light switch |
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