WO2012073952A1 - ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法 - Google Patents

ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012073952A1
WO2012073952A1 PCT/JP2011/077527 JP2011077527W WO2012073952A1 WO 2012073952 A1 WO2012073952 A1 WO 2012073952A1 JP 2011077527 W JP2011077527 W JP 2011077527W WO 2012073952 A1 WO2012073952 A1 WO 2012073952A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber
light
signal light
excitation
laser
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/077527
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
泰三 宮戸
孝介 柏木
江森　芳博
藤崎　晃
Original Assignee
古河電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 古河電気工業株式会社 filed Critical 古河電気工業株式会社
Priority to JP2012546884A priority Critical patent/JP5863669B2/ja
Priority to CN201180056272.8A priority patent/CN103222134B/zh
Priority to EP11844181.5A priority patent/EP2648291A4/en
Publication of WO2012073952A1 publication Critical patent/WO2012073952A1/ja
Priority to US13/903,533 priority patent/US8811434B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10015—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by monitoring or controlling, e.g. attenuating, the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094007—Cladding pumping, i.e. pump light propagating in a clad surrounding the active core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1312—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094011—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with bidirectional pumping, i.e. with injection of the pump light from both two ends of the fibre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10069—Memorized or pre-programmed characteristics, e.g. look-up table [LUT]

Definitions

  • the present invention relates to a fiber laser device and an abnormality detection method for a fiber laser device.
  • fiber fuse a phenomenon called "fiber fuse” may occur in which the core of the optical fiber causes irreversible damage toward the light source.
  • this fiber fuse is generated, the fiber parts existing up to the light source are destroyed, resulting in a large financial loss.
  • a method of detecting such a fiber fuse a method of detecting the light and temperature of the fiber fuse disclosed in Patent Document 1 and branching and observation of excitation light disclosed in Patent Document 2 are performed. There is a method of determining that a fiber fuse is generated when the excitation light intensity decreases.
  • the method for detecting excitation light disclosed in Patent Document 2 has the following problems. That is, in the fiber laser device configured using DCF (Double Clad Fiber), the pump light propagates in the cladding, so even if a fiber fuse that only damages the core is generated, the pump light may continue to propagate There is a possibility that the occurrence of fiber fuse can not be detected.
  • DCF Double Clad Fiber
  • an object of the present invention is to provide a fiber laser device and an abnormality detection method of the fiber laser device capable of reliably detecting an abnormality generated in the fiber such as a fiber fuse or a break in the fiber.
  • the fiber laser device of the present invention in the fiber laser device for introducing excitation light into an optical fiber to generate laser light, leakage signal light as signal light leaked from the core of the optical fiber A detection unit to detect, a determination unit that determines that a fiber abnormality has occurred when the intensity of the leak signal light detected by the detection unit decreases, and the fiber abnormality has occurred by the determination unit And a stop unit for stopping introduction of the excitation light into the optical fiber when it is determined. According to such a configuration, it is possible to reliably detect an abnormality that has occurred in the fiber, such as a broken fiber, including the fiber fuse.
  • inventions are characterized by the said detection part detecting the said leakage signal light which leaks from the connection part of the said optical fibers. According to such a configuration, it is not necessary to add a new optical component for detecting the intensity of signal light, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • connection part is a fusion spliced part where the optical fibers are fused together, and the detection part detects the leak signal light leaking from the fusion spliced part
  • the detection part detects the leak signal light leaking from the fusion spliced part
  • the optical fiber is disposed at a predetermined distance between the connection portions, and the detection portion leaks out and diffuses from between the fibers. It is characterized in that signal light is detected. According to such a configuration, since it is not necessary to add a new optical component for detecting the intensity of the signal light, the manufacturing cost can be reduced, and such a connecting portion is relatively large in size. Therefore, the installation place of the detection unit can be easily secured.
  • connection portion is a connection portion located closest to an output end from which the laser light is output. According to such a configuration, even when a fiber abnormality occurs at any position in the device, it can be detected and the progress can be stopped.
  • other inventions are characterized by detecting the above-mentioned leak signal light which leaks from a total reflection fiber grating provided in the side opposite to an output side of the above-mentioned laser beam in addition to the above-mentioned invention. . According to such a configuration, it is possible to detect an abnormality of the fiber generated by the signal light leaked from the total reflection fiber grating and to stop the progress.
  • another invention is characterized in that, in addition to the above-mentioned invention, the detection unit transmits the laser light and detects the leak signal light via an attenuation unit which attenuates the excitation light. According to such a configuration, even when the excitation light is mixed in the leak signal light, it is possible to reliably detect the occurrence of the fiber abnormality.
  • the detection unit is constituted by a photodiode, detects a temperature of the photodiode, and corrects a detection signal of the photodiode based on the detected temperature. It is characterized by having. According to such a configuration, it is possible to correct the detection error of the photodiode due to the ambient temperature and to prevent the occurrence of false detection.
  • inventions further have an amplification part which amplifies the said laser beam by an optical fiber
  • the said detection part is a core of the said optical fiber from which the said laser light output from the said amplification part is said And detecting leakage signal light leaking from the sensor.
  • other invention features that it has the storage section which remembers the information which shows the time from detecting decrease of strength of the aforementioned leak signal light until stopping the aforementioned excitation light. . According to such a configuration, since it is possible to know how far the fiber abnormality has progressed, it is possible to quickly know the optical component to be repaired or replaced.
  • the determination means generates a threshold as a fixed value, a threshold which fluctuates according to a set value of the excitation light or the intensity of the laser light, or the excitation light It is characterized in that the occurrence of an abnormality in the fiber is determined based on a threshold value which fluctuates according to the current value flowing to the laser diode. According to such a configuration, by setting the threshold according to the purpose of use or the like, the occurrence of an abnormality in the fiber can be reliably detected regardless of the purpose of use or the like.
  • the determination means determines the abnormality of the fiber based on an average value of the intensity of the leak signal light in a plurality of cycles. To determine the occurrence of According to such a configuration, even in the case of generating pulse laser light, occurrence of fiber abnormality can be detected with certainty.
  • an excitation light multiplexer for introducing the excitation light into the optical fiber has vacant ports in a plurality of excitation light introduction ports, and the opposite side to the output side of the laser light At least one of the terminal end portion and the vacant port is a visible light introducing port. According to such a configuration, it is possible to quickly identify the occurrence point of the abnormality by using these visible light introducing ports.
  • the abnormality detection method of a fiber laser device of the present invention in the abnormality detection method of a fiber laser device for introducing excitation light into an optical fiber to generate laser light, leakage signal light as signal light leaking from the core of the fiber Is detected, and when the intensity of the detected leak signal light decreases, it is determined that a fiber abnormality has occurred, and when it is determined that an abnormality of the fiber has occurred, the optical fiber of the excitation light It is characterized by stopping the introduction to According to such a method, it is possible to reliably detect the occurrence of a fiber abnormality.
  • the present invention it is possible to provide a fiber laser device and an abnormality detection method for the fiber laser device capable of reliably detecting the occurrence of a fiber abnormality due to breakage of a fiber fuse or a fiber.
  • the present invention has a function of detecting all abnormalities occurring in a fiber, such as a broken fiber.
  • FIG. 1 is a view showing a configuration example of a first embodiment of the present invention.
  • the fiber laser device 1 includes an end portion 11, an optical fiber 12, a pumped light multiplexer (TFB (Tapered Fiber Bundle)) 13, 17, HR 14, and an amplification optical fiber 15 , OC 16, excitation LDs (laser diodes) 18 and 20, excitation LD drive power supplies 19 and 21 (corresponding to “stop portion” in the claims), and control unit 40 (corresponding to “determination portion” in the claims) , PD (Photo Diode) 50 (corresponds to the "detection unit” in the claims), the excitation light cut filter 51 (corresponds to the "attenuation unit” in the claims), and the output optical unit 60 as main components.
  • the end portion 11 is configured of, for example, a seed light source that generates seed light, a PD that detects leaked light, or an attenuation portion in which an optical fiber is wound.
  • the optical fiber 12 is formed of, for example, a single mode fiber, and propagates laser light as signal light.
  • the pumping light multiplexer 13 introduces the laser light output from the pumping LD 18 into the cladding of the optical fiber as pumping light.
  • the HR 14 is a total reflection fiber grating called HR-FBG (High Reflectivity Fiber Bragg Grating), which is formed by periodically changing the refractive index of the optical fiber, and makes the signal light from the amplification optical fiber 15 100%. It reflects with near reflectance.
  • HR-FBG High Reflectivity Fiber Bragg Grating
  • the amplification optical fiber 15 is formed of, for example, DCF (Double Clad Fiber) in which ions of rare earth ions such as Er (Erbium) and Yb (Ytterbium) are added to a single mode core, and oscillates signal light of 1080 nm, for example Output.
  • DCF Double Clad Fiber
  • the cladding is in two layers, and the excitation light is configured to propagate through the inner cladding.
  • the OC 16 is called OC-FBG (Output Coupler Fiber Bragg Grating), and is formed by periodically changing the refractive index of the optical fiber as in the HR 14 and is a part of the signal light from the amplification optical fiber 15 For example, let 10%) pass and reflect the rest.
  • the HR 14, the OC 16, and the amplification optical fiber 15 constitute an optical fiber resonator.
  • the pumping light multiplexer 17 introduces the laser light output from the pumping LD 20 into the cladding of the optical fiber as pumping light.
  • the excitation LDs 18 and 20 are formed of, for example, one or more multimode laser diodes having a wavelength of 915 nm and an output light intensity of several watts or more.
  • the excitation LD drive power supplies 19 and 21 drive each of the excitation LDs 18 and 20 according to the control of the control unit 40.
  • each optical component is comprised by the optical fiber.
  • the fusion bonding parts 31 to 36 are connection parts generated when the optical fibers 12 of the respective optical components are fused.
  • the optical fiber length of each optical component be several tens cm in length.
  • the Raman scattering light having a peak value at a frequency lower by about 14 THz from the frequency of the signal light becomes prominent due to the nonlinear optical effect. Since the Raman scattered light is different from the target signal frequency, it is desirable to suppress as much as possible, and it is desirable not to take the optical fiber length too long. Therefore, the fiber length of each optical component excluding the amplification optical fiber 15 is set to, for example, about 1 m.
  • the control unit 40 includes a central processing unit (CPU) 41, a read only memory (ROM) 42, a random access memory (RAM) 43 (corresponding to a “storage unit” in the claims), and a timer 44.
  • the display unit 45, the I / F (Interface) 46, and the bus 47 are main components.
  • the CPU 41 controls each unit based on the program 42 a and the data 42 b stored in the ROM 42.
  • the ROM 42 is a non-volatile semiconductor memory device, and stores a program 42 a and data 42 b.
  • the RAM 43 is a volatile semiconductor memory device, and operates as a work area when the CPU 41 executes a program.
  • the timer 44 generates and outputs date and time information.
  • the display unit 45 displays the information supplied from the CPU 41.
  • the I / F 46 is composed of, for example, a DAC (Digital Analog Converter) and an ADC (Analog Digital Converter), converts digital data supplied from the CPU 41 into an analog signal, and supplies it to the excitation LD drive power supplies 19 and 21 At the same time, the analog signal output from the PD 50 is converted into digital data and supplied to the CPU 41.
  • the bus 47 is a group of signal lines for mutually connecting the CPU 41, the ROM 42, the RAM 43, the timer 44, the display unit 45, and the I / F 46 and enabling data exchange between them.
  • the PD 50 converts the leakage signal light leaked through the fusion part 36 into the electric signal among the signal light (laser light of 1080 nm in this example) propagated through the core of the optical fiber 12 To the control unit 40.
  • the excitation light cut filter 51 is an optical filter that attenuates the excitation light (in this example, 915 nm laser light) included in the leak signal light and allows the signal light to pass.
  • the output optical unit 60 has a function of condensing the signal light output from the optical fiber 12 on the processing surface of the object to be processed.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of processing performed in the first embodiment shown in FIG.
  • the processing of this flowchart is realized by the CPU 41 reading and executing the program 42a shown in FIG.
  • the intensity Lp of the leak signal light leaked from the fusion bond 36 is smaller than a predetermined threshold value Th, the excitation light is stopped on the assumption that a fiber fuse is generated in the optical fiber 12.
  • the process of this flowchart is started, the following steps are performed.
  • Step S10 The CPU 41 determines whether or not the laser light output operation is currently in progress, and if the output operation is in progress (Step S10: Yes), the process proceeds to Step S11, and otherwise (Step S10: If No, the process ends. Specifically, during the laser light output operation, the CPU 41 acquires drive data corresponding to the required light output from the data 42b of the ROM 42, and based on the drive data, the excitation LD drive power supplies 19, 21 are obtained. Control. For this reason, when controlling the excitation LD drive power supplies 19 and 21, the process proceeds to step S11.
  • Step S11 The CPU 41 receives the output signal of the PD 50 via the I / F 46, and detects the intensity Lp of the leaked signal light. Specifically, when the fiber laser device 1 is in an output operation, the signal light output from the excitation light multiplexer 17 is applied to the processing surface of the object to be processed via the output optical unit 60. At this time, when the signal light propagating through the core of the optical fiber 12 passes through the fusion portion 36 in which the medium of the core is partially discontinuous, a portion (for example, about a few percents) is Leak signal light leaks to the outside.
  • the excitation light cut filter 51 attenuates the excitation light to a level that has no influence.
  • the light signal leaked from the fusion bond 36 is incident on the PD 50 after the excitation light is attenuated by the excitation light cut filter 51 as described above.
  • the PD 50 converts the incident leakage signal light into a corresponding electric signal and supplies the electric signal to the control unit 40.
  • the I / F 46 converts an analog signal corresponding to the intensity of the leaked signal light supplied from the PD 50 into digital data and supplies the digital data to the CPU 41.
  • Step S12 The CPU 41 compares the intensity Lp of the leaked signal light detected in step S11 with the threshold Th, and when the intensity Lp of the leaked signal light is smaller than the threshold Th (step S12: Yes) Because the possibility of occurrence is high, the process proceeds to step S13, and in other cases (step S12: No), the process returns to step S11 and the same process as described above is repeated. Specifically, when a fiber fuse is generated, the core of the optical fiber 12 is damaged, so that the signal light does not propagate through the core. For this reason, the leak signal light leaked from the fusion part 36 is also attenuated. Therefore, when the intensity Lp of the leakage signal light becomes smaller than the threshold value Th, it can be determined that the possibility of the occurrence of the fiber fuse is high.
  • the following three types can be mentioned as specific examples of how to obtain the threshold value Th.
  • a method of using a constant value as a threshold regardless of the intensity of output light In the fiber laser device 1, it is often possible to change the intensity of output light according to the type of processing object and processing purpose, but as a first example, regardless of the intensity of output light, It is conceivable to keep the threshold constant (fixed value) at all times.
  • the threshold constant fixed value
  • the control unit 40 drives the excitation LD drive power supplies 19 and 21 according to the set value of the output light. Therefore, the light output value can be obtained if the setting value is known, and the intensity of the leak signal light can also be estimated to some extent. If the intensity of the leaked signal light can be estimated, the threshold can be obtained by setting the estimated intensity of the leaked signal light to a lower value by a predetermined ratio. That is, as a second example, for example, it is conceivable to create a table in which the setting value and the threshold are associated, and read out and use the threshold corresponding to the setting value from the table.
  • ⁇ ⁇ ⁇ 1.
  • the control unit 40 monitors the current flowing to the excitation LDs 18 and 20.
  • the monitored current value accurately reflects the light output at that time. Therefore, the threshold value Th can be obtained by using the monitored current value Im in the same manner as the setting value Sv of (2) described above.
  • the threshold may be set using a relationship such as the ratio of the two.
  • the signal light is CW (Continuous Wave), but in the case of a pulse, for example, the average value of the intensities of the leakage signal light over one period or a plurality of periods La may be determined and determined based on the average value La.
  • the threshold value in that case can be set to a smaller value according to the duty ratio of the pulse as compared to the case of CW. For example, when the duty ratio is 50%, the threshold value Th can be 50%. Also, in the case of 40%, it can be set to a value of 40% of the threshold Th.
  • Step S13 The CPU 41 acquires the current date and time Ts from the timer 44.
  • the information output from the timer 44 is assumed to have year, month, day, time (hour, minute, second), and the second includes, for example, information in units of 1/100 second. I assume.
  • Step S14 The CPU 41 stops the operation of the excitation LD drive power supplies 19, 21. As a result, since the drive current is not supplied to the excitation LDs 18 and 20, the excitation light is not output from the excitation LDs 18 and 20, and the output of the signal light from the fiber laser device 1 is stopped. For example, when a fiber fuse is generated near the fused portion 36, the fiber fuse advances toward the excitation light multiplexer 17 (toward the left side of the figure). When the excitation light is stopped by the process of step S14, the supply of the signal light to the fiber fuse is stopped, so the progress of the fiber fuse is stopped.
  • Step S15 The CPU 41 acquires the current date and time Te from the timer 44.
  • the information output from the timer 44 is the same as in the case of step S13.
  • Step S16 The CPU 41 stores the Ts and Te obtained in step S13 and step S15 in the RAM 43. Ts and Te stored in this manner may be displayed on the display unit 45 so as to be visible.
  • Ts and Te By knowing these Ts and Te, it is possible to know the date and time when the fiber fuse is generated and the time from when the fiber fuse is generated to when the progress is stopped. Thus, for example, it is possible not only to know when the fiber fuse has occurred, but also to know how far the fiber fuse has progressed by knowing the time until the progress stops. More specifically, a fiber fuse is known to propagate in an optical fiber at a speed of about 1 m / sec, and the fiber fuse is a portion where the signal light intensity is high and the medium is discontinuous.
  • a visible laser light introducing unit may be provided in the fiber laser device 1 by using an empty port or an end 11 of an excitation light multiplexer (TFB).
  • the leaked signal light from the fused portion 36 of the optical fiber 12 is detected, and the intensity Lp of the leaked signal light is smaller than the predetermined threshold value Th. If it is determined that the fiber fuse has been generated, the generation of the fiber fuse can be reliably detected. Further, in the first embodiment, by providing only one PD 50, the fiber fuse generated in any part of the fiber laser device 1 can be detected, so the generation of the fiber fuse can be detected reliably at low cost. be able to.
  • the time from the generation of the fiber fuse to the stop of the excitation LD is to prevent propagation of the fiber fuse to other components.
  • the processing of steps S11 and S12 shown in FIG. 3 be repeated within several ms.
  • the fiber length from the generation point of the fiber fuse to the monitor point (fusion part 36) is 20 m
  • the influence of the decrease in light intensity propagates to the monitor point earlier than 1 ⁇ s from the occurrence and the light quantity
  • the time from the change to the change of the electric signal of the PD 50 is on the order of 1 ⁇ s
  • the time to determination of failure occurrence is about 10 ms
  • the time from the current drive stop signal generation to the decrease in excitation light intensity is on the order of 1 ms. Therefore, since it becomes possible to stop the drive in about 10 ms in total, the length of breakage of the optical fiber by the fiber fuse is about 1 cm.
  • a delay time to determine the fault occurrence from the viewpoint of preventing false detection, and as described above, for example, when outputting pulse signal light, one cycle or a plurality of cycles It is necessary to provide a delay time of For example, in the case of a 100 Hz pulsed output, if a delay of 2 cycles is provided, a delay time of about 0.02 seconds may be provided.
  • the pumping LD can be stopped at an appropriate timing to suppress the progress of the fiber fuse. Therefore, according to the present invention, it is possible to minimize the failure of the optical component and to suppress the cost even if the repair is necessary. In particular, if the fiber fuse starts from the fusion point, it is also possible to reuse all the optical components.
  • the progress of the fiber fuse stops at about 1 cm.
  • the fiber length of each component is about 5 cm or more, the optical component can be reused by cutting the generation point of the fiber fuse and fusing the remaining fiber.
  • the optical fiber length of each optical component is about 5 to 30 cm, it is preferable because reuse after generation of the fiber fuse is possible and Raman scattering is effectively suppressed.
  • the output is stopped due to the occurrence of fiber laser light output abnormality.
  • the relaxation time becomes dominant.
  • the fiber length of each component is about 1 cm or more, more specifically, about 1 to 5 cm. This is preferable because the optical components can be reused while suppressing the Raman scattering.
  • L the fiber length (one end) of the optical component
  • L min the minimum fiber length of the optical component required for fusion
  • v (v> 0) the traveling speed of the fiber fuse
  • ⁇ the time from fuse generation to interruption
  • the optical fiber length of each optical component remains longer than the minimum fiber length Lmin of the optical component necessary for fusion when it is reduced by the length (v ⁇ ⁇ ) advancing from the generation of the fiber fuse to the stop.
  • the time ⁇ is set to a shorter time than the fiber fuse travels by a length ⁇ .
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a second embodiment of the present invention.
  • the excitation LD 20, the excitation LD drive power supply 21 and the excitation light multiplexer 17 are excluded as compared with the case of FIG. That is, in the embodiment of FIG. 1, the bi-directional excitation system is adopted, but in the second embodiment, the forward excitation system is adopted.
  • the PD 50 detects the leak signal light from the fusion unit 71 between the OC 16 and the output optical unit 60.
  • the fiber fuse can be detected and its progress can be stopped by the processing shown in FIG. 3 as in the first embodiment.
  • the excitation LD 20 since the excitation LD 20 does not exist, it is desirable to set the threshold Th in step S12 accordingly.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a third embodiment of the present invention.
  • the excitation LD 18, the excitation LD drive power supply 19 and the excitation light multiplexer 13 are excluded as compared with the case of FIG. That is, in the embodiment of FIG. 1, the bi-directional excitation system is adopted, but in the third embodiment, the backward excitation system is adopted. In the case of the backward excitation method, the excitation light is not output to the fusion portion 36 side, so the excitation light cut filter 51 is excluded.
  • the fiber fuse can be detected and the progress can be stopped by the processing shown in FIG. 3 as in the first embodiment.
  • the excitation LD 18 since the excitation LD 18 does not exist, it is desirable to set the threshold Th in step S12 accordingly.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a fourth embodiment of the present invention.
  • the signal light output from the laser oscillation device 70 is input to the laser amplification device 110 in the subsequent stage, amplified in light intensity, and then output through the output optical unit 60.
  • the laser amplification device 110 mainly includes the optical fiber 112, the pumping light multiplexers 113 and 117, the amplification optical fiber 115, the pumping LDs 118 and 120, and the pumping LD drive power supplies 119 and 121. .
  • the fused portions 131 to 134 are formed by fusing the optical fibers 112 of the respective optical components.
  • the control unit 40 controls the excitation LD drive power supplies 119 and 121 and controls the excitation LD drive power incorporated in the laser oscillation device 70.
  • the signal light output from the laser oscillation device 70 is incident on the core of the optical fiber 112, and the excitation light output from the excitation LDs 118 and 120 is incident on the cladding.
  • the amplification optical fiber 115 amplifies the signal light incident on the core based on the excitation light incident on the cladding, and outputs the amplified signal light from the output optical unit 60.
  • the leakage signal light from the fusion bond 134 is incident on the PD 50 through the excitation light cut filter 51.
  • the PD 50 converts the leak signal light into an electric signal and supplies the electric signal to the control unit 40.
  • a fiber fuse may be generated in both the laser oscillation device 70 and the laser amplification device 110. If a fiber fuse is generated on the output side of the laser amplification device 110, the fiber fuse propagates in the laser amplification device 110 from the right to the left in the figure, and thus the signal light does not propagate to the right than the fiber fuse. It becomes a state. For this reason, according to the process of FIG. 3, the fiber fuse can be detected and its progress can be stopped by the same operation as that of the above-described embodiments.
  • the optical fiber 12 is propagated in the laser oscillator 70 from the right to the left of the figure in the same manner.
  • the fiber fuse can be detected by the process shown in FIG.
  • the progress of the fiber fuse can be stopped by stopping the excitation LDs of both the laser oscillation device 70 and the laser amplification device 110.
  • the laser amplification device 110 has two excitation LDs 118 and 120, and the laser oscillation device 70 has at least one excitation LD. Therefore, according to the number of these excitation LDs. It is desirable to set the threshold Th.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a fifth embodiment of the present invention.
  • the excitation light multiplexer 117, the excitation LD 120, and the excitation LD drive power supply 121 are excluded as compared with the case of FIG.
  • the PD 150 detects the leak signal light from the fusion unit 171.
  • the other configuration is the same as in the case of FIG.
  • the fiber fuse can be detected and the excitation LD can be stopped based on the process of FIG. 3 to stop the progress of the fiber fuse.
  • the excitation LD drive power supply 119 is stopped together with the excitation LD drive power supply of the laser oscillation device 70 in the process of step S14. Let Further, it is desirable to set the threshold value Th in accordance with the number of excitation LDs and the like.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a sixth embodiment of the present invention.
  • the description is abbreviate
  • the excitation light multiplexer 113, the excitation LD 118, and the excitation LD drive power supply 119 are excluded as compared with the case of FIG.
  • the other configuration is the same as in the case of FIG.
  • the fiber fuse can be detected and the excitation LD can be stopped based on the process of FIG. 3 to stop the progress of the fiber fuse.
  • the excitation LD drive power supply 121 is stopped together with the excitation LD drive power supply of the laser oscillation device 70 in the process of step S14.
  • the excitation light cut filter 51 is provided between the PD 50 and the fusion spliced portion 134.
  • the laser oscillation device 70 is a backward excitation system, the excitation light is fused Since it does not reach the portion 134, the excitation light cut filter 51 can be excluded.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a seventh embodiment of the present invention.
  • the fiber laser device 1F of the seventh embodiment shown in FIG. 9 includes a control unit 40, PDs 50 and 150, excitation light cut filters 51 and 151, an output optical unit 60, a laser oscillation device 70, a laser amplification device 80, and an optical fiber. 112 is the main component.
  • the laser oscillation device 70 is configured by any one of the laser oscillation devices 10, 10A, and 10B described in FIGS.
  • the laser amplification device 80 is configured by any one of the laser amplification devices 110, 110A, and 110B described in FIGS.
  • the PD 50 detects leakage signal light from the fusion unit 134 through the excitation light cut filter 51
  • the PD 150 detects leakage signal light from the fusion unit 131 through the excitation light cut filter 151.
  • the process is performed by the same process as that of FIG. 3, but the process of steps S11 and S12 is performed for each of the PDs 50 and 151. Specifically, the intensities Lp1 and Lp2 of the leaked signal light of each of the PDs 50 and 151 are detected in step S11, compared with the respective threshold values Th1 and Th2 in step S12, and any one of Lp1 ⁇ Th1 and Th2 ⁇ Lp2 Or, when both are satisfied, it progresses to step S13. Then, in step S14, the control unit 40 stops the excitation LDs for both the laser oscillation device 70 and the laser amplification device 80.
  • the excitation LD can be stopped to stop the progress of the fiber fuse.
  • the excitation LD can be stopped to stop the progress of the fiber fuse.
  • the excitation LD can be stopped to stop the progress of the fiber fuse.
  • the excitation LD can be stopped to stop the progress of the fiber fuse.
  • the seventh embodiment by storing Lp1 and Lp2 for both Ts and Te in step S16, it is possible to know which of the laser oscillation device 70 and the laser amplification device 80 the fiber fuse is generated. . Specifically, when both Lp1 ⁇ Th1 and Th2 ⁇ Lp2 are satisfied, it can be determined that a fiber fuse has occurred on the left side (left in the figure) of the fusion bonded part 131. Further, when only Th1 ⁇ Lp1 is established, it can be determined that a fiber fuse has occurred between the fused part 131 and the fused part 134.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the eighth embodiment of the present invention.
  • parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and thus the description thereof is omitted.
  • a PD 250 and an excitation light cut filter 251 for detecting leaked signal light from the fusion part 31 are provided as compared with the case of FIG. Are connected to the control unit 40.
  • the other configuration is the same as that of FIG.
  • a fiber fuse generated on the left side of the pumping light multiplexer 13 can also be a target of detection. That is, although the HR 14 reflects nearly 99% of the signal light and returns it to the amplification optical fiber 15, for example, approximately 1% of the signal light passes as leakage signal light.
  • the leakage signal light is about 10 W. For this reason, it is assumed that a fiber fuse is also generated on the left side of the pumping light multiplexer 13.
  • the fiber fuse at the left side of the excitation light multiplexer 13 It can be determined that the LDs 18 and 20 for excitation can be stopped. Specifically, in the normal state where no fiber fuse is generated, a part of the signal light from the amplification optical fiber 15 is output to the left of the HR 14 as a leak signal light, so this leak signal light is The light is output through the excitation light multiplexer 13 and detected by the PD 250 provided in the fusion unit 31. Therefore, in the normal state, the PD 250 detects the intensity Lp of the leakage signal light.
  • the process of step S12 in FIG. 3 makes a yes determination and proceeds to the process of step S13 and subsequent steps, and the driving of the excitation LDs 18 and 20 is stopped, so the progress of the fiber fuse is stopped.
  • the threshold value Th can be, for example, about 1/10 of the intensity of the leaked signal light output to the left of the HR 14. Of course, other values may be used.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a ninth embodiment of the present invention. Parts in FIG. 11 corresponding to those in FIG. 10 are assigned the same codes as in FIG. In the fiber laser device 1H of the ninth embodiment shown in FIG. 11, the termination 11 is replaced with the PD 11A, and the PD 250 and the excitation light cut filter 251 are excluded, as compared with the case of FIG. The other configuration is the same as that of FIG.
  • the leak signal light leaking to the left of the HR 14 is detected by the PD 11A, and the intensity Lp of the leak signal light becomes smaller than a predetermined threshold Th.
  • a predetermined threshold Th it is determined that a fiber fuse has been generated, and driving of the excitation LDs 18 and 20 is stopped.
  • the method of setting the threshold value Th can be set in the same manner as in the eighth embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a tenth embodiment of the present invention. Parts in FIG. 12 corresponding to those in FIG. 9 are assigned the same codes as in FIG.
  • the thermistor 52 is thermally coupled to the PD 50 and arranged, and the thermistor 52 is connected to the control unit 40, as compared with the case of FIG. It is done.
  • the thermistor 152 is thermally coupled to the PD 150 and disposed, and the thermistor 152 is connected to the control unit 40.
  • the other configuration is the same as in the case of FIG.
  • the control unit 40 corrects the detection signal from the PDs 50 and 150 by the thermistors 52 and 152. That is, since the detection voltage of the PDs 50 and 150 is inversely proportional to the ambient temperature, the control unit 40 corrects the detection voltage not to depend on the ambient temperature based on the temperature detected by the thermistors 52 and 152. As a result, the PDs 50 and 150 make it possible to accurately detect the intensity of the leaked signal light regardless of the ambient temperature.
  • the fiber fuse generated by the leak signal light leaking to the left of the HR 14 can also be detected. That is, when a fiber fuse is generated in the vicinity of the unshown terminal end 11 of the laser oscillation device 70 and travels to the right in FIG. 12 and reaches the excitation light multiplexer 13, the excitation light multiplexer 13 is destroyed. The incidence of the excitation light from the LD 18 is cut off.
  • the intensity of the signal light is The fused portion 131 is attenuated to 1 ⁇ 2, and the fused portion 134 is attenuated to 3 ⁇ 4. Therefore, when the intensity of the leaked signal light is attenuated to 1/2 and 3/4 as described above, it can be determined that a fiber fuse has occurred in the vicinity of the termination 11. At this time, since the detection signals of the PDs 50 and 150 are corrected by the thermistors 52 and 152, it is possible to reliably detect the change in the detection signal regardless of the change in the ambient temperature.
  • the generation of a fiber fuse between the pumping LD and the pumping light multiplexer can also be detected.
  • the outputs of the PD 150 and PD 50 decrease.
  • the output is reduced by 1/10 in the PD 150 and 1/10 in the PD 50. The output decreases by 20. Therefore, by accurately detecting the intensity of the leakage signal light, it is possible to detect the fiber fuse generated between the excitation LD and the excitation light multiplexer and stop the progress.
  • the thermistors 52 and 152 are provided for both of the PDs 50 and 150. However, the thermistors 52 and 152 are provided for one of the PDs 50 and 150, and one of the above-described changes in the intensity of the leakage signal light is detected.
  • the excitation LD may be shut off.
  • the threshold value Th is set to a value substantially proportional to the number of driven excitation LDs, or a value corresponding to the number of driven excitation LDs and the intensity of output light given by the drive current. May be set.
  • the determination process described in the seventh embodiment can be performed automatically by providing a determination unit that performs the above and arranging the determination unit in the control unit 40 or connecting it to the outside. Furthermore, a display unit for displaying the determination result may be provided, or an output device for outputting a signal to an external device (PC or the like) may be provided.
  • each of the above-described embodiments is an example, and various modified embodiments exist other than this.
  • the leaked signal light from the fusion spliced portion is detected, but as shown in FIG. 13, optical systems (optical fiber, condensing lens, etc.) are separated by a predetermined distance.
  • the leakage signal light from the portion optically connected may be detected.
  • the signal light passes through the connection unit 160, passes through the optical fiber 164, and is irradiated onto the processing target through the output optical unit 165.
  • connection unit 160 includes an output optical unit 161 and an input optical unit 162, and the output optical unit 161 and the input optical unit 162 are disposed at a predetermined interval.
  • the PD 163 receives leak signal light leaked from the core of the output optical unit 161, converts the leak signal light into a corresponding electric signal, and supplies the electric signal to the control unit 40. As described above, even if it is other than the fused part, the leaked signal light from the core can be detected without being limited to the fused part.
  • the excitation light is attenuated by the excitation light cut filter.
  • the excitation light cut filter For example, an optical fiber for letting light other than the core light escape to the outside prior to the fusion part is used as the optical fiber 12. It is also possible to fuse and thereby attenuate the excitation light. Of course, other methods may be used.
  • the excitation LD is driven by the excitation LD drive power supply, but the control unit 40 directly drives each excitation LD, or a control signal from the control unit It is also possible to control FETs (Field Effect Transistors) based on the above to control the current flowing to each of the excitation LDs.
  • FETs Field Effect Transistors
  • the operation of all the excitation LDs is stopped.
  • the progress of the fiber fuse is performed by stopping the operation of some of the excitation LDs. If it is possible to stop the operation of some of the excitation LDs.
  • the generation of the fiber fuse is determined by the control unit 40 shown in FIG. 2.
  • the control unit 40 shown in FIG. 2 may be used, or An FPGA (Field-Programmable Gate Array) may be used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

　ファイバに発生した異常を確実に検出すること。　光ファイバに励起光を導入してレーザ光を生成するファイバレーザ装置１において、ファイバのコアから漏れる信号光としての漏れ信号光を検出する検出部（ＰＤ５０）と、検出部によって検出された漏れ信号光の強度が減少した場合に、異常が発生したと判定する判定部（制御部４０）と、判定部によって異常が発生したと判定された場合に、励起光の導入を停止する停止部（励起用ＬＤ駆動電源）と、を有することを特徴とするファイバレーザ装置。

Description

ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法
　本発明は、ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法に関するものである。
　近年、発振装置または増幅装置に光ファイバを用いるファイバレーザ装置の高強度化が進み、加工用レーザとしての利用が広がりつつある。
　このようなファイバレーザ装置では、光源に向かって光ファイバのコアが不可逆的な破損を生じるいわゆる「ファイバヒューズ」と呼ばれる現象が生じる場合がある。このファイバヒューズが発生すると、光源に至るまでに存在するファイバ部品を破壊するため、金銭的な損失が大きくなってしまう。
　従来、このようなファイバヒューズを検出する方法としては、特許文献１に開示されているファイバヒューズの光、温度を検出する方法や、特許文献２に開示されている励起光を分岐して観測し、励起光強度が低下した場合にファイバヒューズが発生したと判定する方法がある。
特開２００３－２２７７７６号 国際公開第ＷＯ２００４／０８８８８１号
　ところで、特許文献１に開示されている、ファイバヒューズ自身の光、あるいはそれに起因する温度変化を検出するには、ファイバヒューズが伝播すると考えられる箇所全てにモニタ機構を設置する必要があり、コストが増大する。また、モニタ機構の設置箇所が少ない場合にはレーザ停止までに時間を要し、また、レーザを停止するまでは光学素子を破壊してしまうことから、修理コストが増大するという問題点がある。
　一方で、特許文献２に開示されている、励起光を検知する方法では次のような問題点がある。すなわち、ＤＣＦ（Double Clad Fiber）を用いて構成されたファイバレーザ装置では励起光はクラッドを伝播するため、コアのみを損傷させるファイバヒューズが生じたとしても励起光が伝播し続ける可能性があるため、ファイバヒューズの発生を検出できない恐れがある。
　そこで、本発明の課題は、ファイバヒューズをはじめ、ファイバの断線などのファイバに発生した異常を確実に検出することが可能なファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明のファイバレーザ装置において、光ファイバに励起光を導入してレーザ光を生成するファイバレーザ装置において、前記光ファイバのコアから漏れる信号光としての漏れ信号光を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記漏れ信号光の強度が減少した場合に、ファイバの異常が発生したと判定する判定部と、前記判定部によって前記ファイバの異常が発生したと判定された場合に、前記励起光の前記光ファイバへの導入を停止する停止部と、を有することを特徴とする。
　このような構成によれば、ファイバヒューズをはじめ、ファイバの断線などのファイバに発生した異常を確実に検出することが可能となる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出部は、前記光ファイバ同士の接続部から漏れる前記漏れ信号光を検出することを特徴とする。
　このような構成によれば、信号光の強度を検出するための新たな光学部品を追加する必要がなくなるので、製造コストを低減することができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記接続部は前記光ファイバ同士が融着された融着部であり、前記検出部は前記融着部から漏れ出る前記漏れ信号光を検出することを特徴とする。
　このような構成によれば、信号光の強度を検出するための新たな光学部品を追加する必要がなくなるので、製造コストを低減することができるとともに、漏れ信号光の強度が比較的安定している融着部を用いることで、確実かつ安定してファイバの異常の発生を検出することができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記接続部は前記光ファイバ同士が所定の距離を隔てて配置されており、前記検出部は前記ファイバ同士の間から拡散して漏れ出る前記漏れ信号光を検出することを特徴とする。
　このような構成によれば、信号光の強度を検出するための新たな光学部品を追加する必要がなくなるので、製造コストを低減することができるとともに、このような接続部は比較的サイズが大きいことから、検出部の設置場所を容易に確保することができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記接続部は、前記レーザ光が出力される出力端の最も近くに位置している接続部であることを特徴とする。
　このような構成によれば、装置内のいずれの位置においてファイバの異常が発生した場合でもこれを検出して進行を停止させることができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出部は、前記レーザ光の出力側と反対側に設けられた全反射ファイバグレーティングから漏れ出る前記漏れ信号光を検出することを特徴とする。
　このような構成によれば、全反射ファイバグレーティングから漏れ出る信号光によって発生するファイバの異常を検出し、進行を停止させることが可能になる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出部は、前記レーザ光を透過させ、前記励起光を減衰させる減衰部を介して前記漏れ信号光を検出することを特徴とする。
　このような構成によれば、漏れ信号光に励起光が混入している場合であっても、ファイバの異常の発生を確実に検出することができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記検出部はフォトダイオードによって構成され、前記フォトダイオードの温度を検出し、検出された温度に基づいて前記フォトダイオードの検出信号を更正する更正部を有する、ことを特徴とする。
　このような構成によれば、周囲温度によるフォトダイオードの検出誤差を更正し、誤検出の発生を防止することが可能になる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記レーザ光を光ファイバによって増幅する増幅部をさらに有し、前記検出部は、前記増幅部から出力される前記レーザ光が前記光ファイバのコアから漏れ出る漏れ信号光を検出することを特徴とする。
　このような構成によれば、増幅部が存在する場合であっても、ファイバの異常の発生を確実に検出して進行を停止させることができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記漏れ信号光の強度の減少を検出してから前記励起光を停止するまでの時間を示す情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする。
　このような構成によれば、ファイバの異常がどこまで進行したかを知ることが可能になるため、修理または交換の対象となる光学部品を迅速に知ることができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記判定手段は、固定値としての閾値、前記励起光もしくは前記レーザ光の強度の設定値に応じて変動する閾値、または、前記励起光を生成するレーザダイオードに流れる電流値に応じて変動する閾値に基づいて前記ファイバの異常の発生を判定することを特徴とする。
　このような構成によれば、使用目的等に応じて閾値を設定することにより、使用目的等によらずファイバの異常の発生を確実に検出することができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記判定手段は、前記レーザ光がパルス光である場合には、複数の周期における前記漏れ信号光の強度の平均値に基づいて前記ファイバの異常の発生を判定することを特徴とする。
　このような構成によれば、パルスレーザ光を発生する場合であっても、ファイバの異常の発生を確実に検出することができる。
　また、他の発明は、上記発明に加えて、前記光ファイバに前記励起光を導入する励起光合波器は複数の励起光導入ポートに空きポートを有し、前記レーザ光の出力側と反対側の終端部および前記空きポートのうち、少なくとも一方が可視光導入ポートとされることを特徴とする。
　このような構成によれば、これらの可視光導入ポートを利用して、異常の発生箇所を迅速に特定することができる。
　また、本発明のファイバレーザ装置の異常検出方法は、光ファイバに励起光を導入してレーザ光を生成するファイバレーザ装置の異常検出方法において、前記ファイバのコアから漏れる信号光としての漏れ信号光を検出し、検出された前記漏れ信号光の強度が減少した場合に、ファイバの異常が発生したと判定し、前記ファイバの異常が発生したと判定された場合に、前記励起光の前記光ファイバへの導入を停止することを特徴とする。
　このような方法によれば、ファイバの異常の発生を確実に検出することが可能となる。
　本発明によれば、ファイバヒューズやファイバの断線等によるファイバの異常の発生を確実に検出することが可能なファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法を提供することが可能となる。
本発明の第１実施形態の構成例を示す図である。 図１に示す制御部の構成例を示す図である。 図１に示す第１実施形態において実行される処理の流れを説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第４実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第５実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第６実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第７実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第８実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第９実施形態の構成例を示す図である。 本発明の第１０実施形態の構成例を示す図である。 本発明の変形実施形態を説明するための図である。
　次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態ではファイバヒューズが発生した場合に、その進行を停止させる各形態について記載しているが、これに限られない。本発明はファイバの断線等、ファイバに発生した異常全般を検知する機能を有する。
（Ａ）第１実施形態
　図１は、本発明の第１実施形態の構成例を示す図である。この図に示すように、第１実施形態に係るファイバレーザ装置１は、終端部１１、光ファイバ１２、励起光合波器（ＴＦＢ（Tapered Fiber Bundle））１３，１７、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ１６、励起用ＬＤ（Laser Diode）１８，２０、励起用ＬＤ駆動電源１９，２１（請求項中の「停止部」に対応）、制御部４０（請求項中の「判定部」に対応）、ＰＤ（Photo Diode）５０（請求項中の「検出部」に対応）、励起光カットフィルタ５１（請求項中の「減衰部」に対応）、および、出力光学部６０を主要な構成要素としている。なお、終端部１１、光ファイバ１２、励起光合波器１３，１７、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ１６、励起用ＬＤ１８，２０、および、励起用ＬＤ駆動電源１９，２１はレーザ発振装置１０を構成するものとする。
　ここで、終端部１１は、例えば、種光を発生する種光源、漏れ光を検出するＰＤ、または、光ファイバを巻回した減衰部等によって構成されている。光ファイバ１２は、例えば、シングルモードファイバによって構成され、信号光としてのレーザ光を伝播する。励起光合波器１３は、励起用ＬＤ１８から出力されるレーザ光を、光ファイバのクラッドに励起光として導入する。ＨＲ１４は、ＨＲ－ＦＢＧ（High Reflectivity Fiber Bragg Grating）と呼ばれる全反射ファイバグレーティングであり、周期的に光ファイバの屈折率を変化させて形成され、増幅用光ファイバ１５からの信号光を１００％に近い反射率で反射する。増幅用光ファイバ１５は、例えば、Ｅｒ（Erbium）、Ｙｂ（Ytterbium）等の希土類のイオンがシングルモードコアに添加されたＤＣＦ（Double Clad Fiber）によって構成され、例えば、１０８０ｎｍの信号光を発振して出力する。なお、ＤＣＦは、クラッドが２層になっており、励起光は内側のクラッドを伝播するように構成されている。
　ＯＣ１６は、ＯＣ－ＦＢＧ（Output Coupler Fiber Bragg Grating）と呼ばれ、ＨＲ１４と同様に、周期的に光ファイバの屈折率を変化させて形成され、増幅用光ファイバ１５からの信号光の一部（例えば、１０％）を通過させるとともに、残りを反射する。なお、ＨＲ１４、ＯＣ１６、および、増幅用光ファイバ１５によって光ファイバ共振器が構成される。
　励起光合波器１７は、励起用ＬＤ２０から出力されるレーザ光を、光ファイバのクラッドに励起光として導入する。励起用ＬＤ１８，２０は、例えば、波長が９１５ｎｍで、数Ｗ以上の出力光強度を有する、１または複数のマルチモードレーザダイオードによって構成される。励起用ＬＤ駆動電源１９，２１は、励起用ＬＤ１８，２０のそれぞれを、制御部４０の制御に応じて駆動する。なお、図１に示すように、各光学部品は、光ファイバによって構成されている。融着部３１～３６は、各光学部品が有する光ファイバ１２を融着する際に生成される接続部分である。なお、融着の種類にもよるが、光ファイバ同士を接続するためには、各光部品の光ファイバ長は、数十ｃｍの長さを有していることが望ましい。逆に、光ファイバ長を長くすると非線形光学効果によって、信号光の周波数からおよそ１４ＴＨｚ低周波数に尖頭値を持つラマン散乱光が顕著に現れるようになる。ラマン散乱光は目的とする信号周波数と異なることから、なるべく抑制することが望ましく、光ファイバ長を長く取り過ぎない方が望ましい。したがって、増幅用光ファイバ１５を除いた各光部品のファイバ長は、例えば、１ｍ程度に抑えた構成を取る。
　制御部４０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３（請求項中の「記憶部」に対応）、タイマ４４、表示部４５、Ｉ／Ｆ（Interface）４６、および、バス４７を主要な構成要素としている。ここで、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に格納されているプログラム４２ａおよびデータ４２ｂに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ４２は、不揮発性の半導体記憶装置であり、プログラム４２ａおよびデータ４２ｂを記憶する。ＲＡＭ４３は、揮発性の半導体記憶装置であり、ＣＰＵ４１がプログラムを実行する際のワークエリアとして動作する。タイマ４４は、日時情報を生成して出力する。表示部４５は、ＣＰＵ４１から供給された情報を表示する。Ｉ／Ｆ４６は、例えば、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）およびＡＤＣ（Analog Digital Converter）等によって構成され、ＣＰＵ４１から供給されたデジタルデータを、アナログ信号に変換して励起用ＬＤ駆動電源１９，２１に供給するとともに、ＰＤ５０から出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換してＣＰＵ４１に供給する。バス４７は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、タイマ４４、表示部４５、および、Ｉ／Ｆ４６を相互に接続し、これらの間でデータの授受を可能にするための信号線群である。
　図１に戻って、ＰＤ５０は、光ファイバ１２のコアを伝播される信号光（この例では１０８０ｎｍのレーザ光）のうち、融着部３６を介して漏れ出る漏れ信号光を電気信号に変換して制御部４０に供給する。励起光カットフィルタ５１は、漏れ信号光に含まれる励起光（この例では９１５ｎｍのレーザ光）を減衰させ、信号光を通過させる光学フィルタである。出力光学部６０は、光ファイバ１２から出力される信号光を、加工対象物の加工面に集光する機能を有している。
　つぎに、第１実施形態の動作について説明する。図３は、図１に示す第１実施形態において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、図２に示すプログラム４２ａがＣＰＵ４１に読み出されて実行されることにより実現される。このフローチャートでは、融着部３６から漏れ出る漏れ信号光の強度Ｌｐが所定の閾値Ｔｈよりも小さい場合には、光ファイバ１２においてファイバヒューズが発生したとして、励起光を停止する。このフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。
　ステップＳ１０：ＣＰＵ４１は、現在、レーザ光の出力動作中であるか否かを判定し、出力動作中である場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）にはステップＳ１１に進み、それ以外の場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）には処理を終了する。具体的には、レーザ光の出力動作中には、ＣＰＵ４１は、要求される光出力に応じた駆動データをＲＯＭ４２のデータ４２ｂから取得し、当該駆動データに基づいて励起用ＬＤ駆動電源１９，２１を制御する。このため、励起用ＬＤ駆動電源１９，２１を制御している場合にはステップＳ１１に進む。
　ステップＳ１１：ＣＰＵ４１は、Ｉ／Ｆ４６を介してＰＤ５０の出力信号を入力し、漏れ信号光の強度Ｌｐを検出する。具体的には、ファイバレーザ装置１が出力動作中である場合、励起光合波器１７から出力された信号光は、出力光学部６０を介して加工対象物の加工面に対して照射される。このとき、光ファイバ１２のコアを伝播する信号光は、コアの媒質が一部不連続となっている融着部３６を通過する際に、その一部（例えば、０．数％程度）が漏れ信号光となって外部に漏れ出る。なお、このとき、クラッドから励起光の一部が外部に漏れ出るが、励起光カットフィルタ５１によって励起光については影響がないレベルまで減衰される。融着部３６から漏れ出た光信号は、前述したように、励起光カットフィルタ５１によって励起光が減衰された後、ＰＤ５０に入射される。ＰＤ５０は入射された漏れ信号光を対応する電気信号に変換して、制御部４０に供給する。制御部４０では、Ｉ／Ｆ４６がＰＤ５０から供給される漏れ信号光の強度に対応するアナログ信号を、デジタルデータに変換して、ＣＰＵ４１に供給する。
　ステップＳ１２：ＣＰＵ４１は、ステップＳ１１で検出した漏れ信号光の強度Ｌｐと、閾値Ｔｈとを比較し、漏れ信号光の強度Ｌｐが閾値Ｔｈよりも小さい場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）にはファイバヒューズが発生している可能性が高いとしてステップＳ１３に進み、それ以外の場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）にはステップＳ１１に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。具体的には、ファイバヒューズが発生した場合、光ファイバ１２のコアが損傷することから、信号光がコアを伝播しなくなる。このため、融着部３６から漏れ出る漏れ信号光も減衰する。そこで、漏れ信号光の強度Ｌｐが閾値Ｔｈよりも小さくなった場合には、ファイバヒューズが発生している可能性が高いと判定することができる。なお、閾値Ｔｈの求め方としては、以下の３種類を具体例として挙げることができる。
（１）出力光の強度に拘わらず一定の値を閾値として使用する方法。
　ファイバレーザ装置１では、加工対象の種類や加工目的に応じて、出力光の強度を変更することが可能である場合が多いが、第１番目の例としては、出力光の強度に拘わらず、閾値を常に一定（固定値）とすることが考えられる。なお、この場合の閾値の設定方法としては、例えば、ファイバレーザ装置１の出力強度が最も低い場合における漏れ信号光の強度をＬｐｍｉｎとした場合に、Ｔｈ＝γ×Ｌｐｍｉｎ（ここで、γ＜１（例えば、γ＝０．１））として決定することができる。
（２）出力光の設定値に応じた閾値を使用する方法。
　ファイバレーザ装置１が出力光の強度を変更可能である場合、制御部４０は出力光の設定値に応じて励起用ＬＤ駆動電源１９，２１を駆動する。したがって、設定値が分かれば光出力値が分かり、また、漏れ信号光の強度もある程度推定できる。漏れ信号光の強度が推定できれば、推定された漏れ信号光の強度を所定の割合だけ低い値に設定することにより閾値を得ることができる。すなわち、第２番目の例としては、例えば、設定値と閾値とを対応付けしたテーブルを作成し、設定値に応じた閾値をテーブルから読み出して使用することが考えられる。なお、設定値Ｓｖと漏れ信号光の強度Ｌｐとの間に一定の関係（例えば、Ｌｐ＝ｆ（Ｓｖ）（ｆ（）は所定の関数））が存在する場合には、テーブルを使用するのではなく、閾値Ｔｈを、Ｔｈ＝α×ｆ（Ｓｖ）として求めるようにしてもよい。ここで、α＜１である。
（３）電流モニタ値に応じた閾値を使用する方法。
　制御部４０は、励起用ＬＤ１８，２０に流れる電流をモニタしている。モニタされる電流値は、その時点における光出力を正確に反映する値である。そこで、モニタされる電流値Ｉｍを、前述した（２）の設定値Ｓｖと同様に用いることにより、閾値Ｔｈを求めることができる。具体的には、モニタされる電流値Ｉｍと閾値Ｔｈを対応付けしたテーブルを作成したり、あるいは、閾値Ｔｈを、Ｔｈ＝β×ｆ（Ｉｍ）として求めたりするようにしてもよい。ここで、β＜１である。あるいは、モニタを２つ用意し、一方を励起光パワーモニタ（ファイバレーザ出力波長のカットフィルタを有するモニタ、もしくは、フィルタなしのモニタ）とし、他方をファイバレーザのパワーモニタ（ファイバレーザ波長のみを透過フィルタを有するモニタ）として、両者の比等の関係を用いて閾値を設定してもよい。
　なお、以上の例では、信号光がＣＷ（Continuous Wave）である場合を想定したが、パルス状である場合には、例えば、１周期または複数の周期に亘って漏れ信号光の強度の平均値Ｌａを求め、当該平均値Ｌａに基づいて判断するようにしてもよい。なお、その場合の閾値については、ＣＷの場合に比較し、パルスのデューティ比に応じて小さな値とすることができる。例えば、デューティ比が５０％である場合には、閾値Ｔｈの５０％の値とすることができる。また、４０％である場合には、閾値Ｔｈの４０％の値とすることができる。
　ステップＳ１３：ＣＰＵ４１は、タイマ４４から現在日時Ｔｓを取得する。なお、タイマ４４から出力される情報は、年、月、日、時刻（時、分、秒）を有するものとし、また、秒については、例えば、１／１００秒単位の情報を含んでいるものとする。
　ステップＳ１４：ＣＰＵ４１は、励起用ＬＤ駆動電源１９，２１の動作を停止させる。この結果、励起用ＬＤ１８，２０に駆動電流が供給されなくなるので、励起用ＬＤ１８，２０から励起光が出力されなくなり、ファイバレーザ装置１からの信号光の出力が停止される。例えば、融着部３６近傍でファイバヒューズが発生した場合、このファイバヒューズは、励起光合波器１７に向けて（図の左側に向けて）進行する。ステップＳ１４の処理により、励起光が停止されると、ファイバヒューズに対して信号光の供給が停止されるので、ファイバヒューズは進行が停止する。
　ステップＳ１５：ＣＰＵ４１は、タイマ４４から現在日時Ｔｅを取得する。なお、タイマ４４から出力される情報は、ステップＳ１３の場合と同様である。
　ステップＳ１６：ＣＰＵ４１は、ステップＳ１３およびステップＳ１５で取得したＴｓおよびＴｅを、ＲＡＭ４３に格納する。このようにして格納されたＴｓおよびＴｅは、表示部４５に表示して視認可能としてもよい。これらのＴｓおよびＴｅを知ることにより、ファイバヒューズが発生した日時と、発生してから進行が停止するまでの時間を知ることができる。これにより、例えば、ファイバヒューズがいつ発生したかを知ることができるだけでなく、進行が停止するまでの時間を知ることでファイバヒューズがどこまで進行したかを知ることができる。より詳細には、ファイバヒューズは、約１ｍ／ｓｅｃの速度で光ファイバ中を伝播することが知られており、また、ファイバヒューズは、信号光の強度が高い部分であって媒質が不連続となる部分（例えば、光ファイバ１２と出力光学部６０の接続部分等）で多く生じることが知られている。このため、ＴｓとＴｅの差が、例えば、０．０５秒である場合には、出力光学部６０の接続部分から５ｃｍの付近までファイバヒューズが進行していると推定することができることから、どの光学部品が損傷したかを知ることで、交換対象となる部品を迅速に知ることができる。もちろん、正確に知るためには、光ファイバ１２のコアに可視レーザ光を入射して、伝播されなくなる点を見つけることが望ましい。また、これを行うために、励起光合波器（ＴＦＢ）の空きポートや終端部１１などを利用して、ファイバレーザ装置１に可視レーザ光導入部を設けておいても良い。こうすることで、損傷部の診断をより簡便にかつ迅速に行うことができ、修理に要する時間を最小限に抑えてファイバレーザ装置１の稼働率を向上させることができる。
　以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、光ファイバ１２の融着部３６からの漏れ信号光を検出し、この漏れ信号光の強度Ｌｐが所定の閾値Ｔｈよりも小さくなった場合にはファイバヒューズが発生したと判定するようにしたので、ファイバヒューズの発生を確実に検出することができる。また、第１実施形態では、ＰＤ５０を１つだけ設けることにより、ファイバレーザ装置１の任意の部分に発生したファイバヒューズを検出することができるので、少ないコストでファイバヒューズの発生を確実に検出することができる。
　なお、各光部品の光ファイバ長は前述したように数十ｃｍであるので、他の部品へのファイバヒューズの伝播を防ぐためには、ファイバヒューズの発生から励起用ＬＤの停止までの時間は、例えば、１００ｍｓ以内となるようにすることが望ましい。そのためには、例えば、図３に示すフローチャートのステップＳ１１～Ｓ１４の処理を、例えば、１００ｍｓ以内に終了できる速度を有する制御部４０を用いることが望ましい。もちろん、図３に示すステップＳ１１，Ｓ１２の処理は、数ｍｓ以内に繰り返すことが望ましい。一般的な数値を示すと、ファイバヒューズの発生箇所からモニタ箇所（融着部３６）までのファイバ長が２０ｍとすると、発生から１μｓより十分早くモニタ箇所に光強度低下の影響が伝播し、光量変化からＰＤ５０の電気信号の変化までが１μｓのオーダであり、障害発生の判定までの時間が１０ｍｓ程度、電流駆動停止信号発出から励起光強度低下までが１ｍｓのオーダである。したがって、全体でおよそ１０ｍｓ強の時間で駆動を停止することが可能となることから、ファイバヒューズによる光ファイバの破損長はおよそ１ｃｍで済むことになる。駆動方法や検出方法によっては誤検出防止の観点から障害発生の判定に遅延時間を設ける必要もあり、前述したように、例えば、パルス状の信号光を出力する場合、１周期または複数の周期分の遅延時間を設ける必要がある。例えば、１００Ｈｚのパルス状出力の場合、２周期分の遅延を設けるとすると、０．０２秒程度の遅延時間を設ければよい。
　このようにすることで、ファイバヒューズが発生したとしても、適切なタイミングで励起用ＬＤを停止させてファイバヒューズの進行を抑制することができる。従って、本発明によれば、光部品の故障を最小限に抑え、修理が必要な場合でもそのコストを抑えることが可能である。特に、融着点からファイバヒューズが始まった場合には、全ての光部品を再利用することも可能である。
　以上の実施形態のように、ファイバレーザの光出力異常の発生から励起光の遮断までの時間が１０ｍｓ程度の場合、ファイバヒューズの進行は１ｃｍ程度で停止する。このとき、各部品のファイバ長が５ｃｍ程度以上あれば、ファイバヒューズの発生箇所を切断し、残存ファイバの融着を行うことで、光部品を再利用することができる。この場合、各光部品の光ファイバ長が５～３０ｃｍ程度であれば、ファイバヒューズ発生後の再利用が可能かつラマン散乱も効果的に抑制されるので好ましい。
　更に、とりわけＣＷ駆動のファイバレーザにおいて、前述した障害発生の判定までの時間がＤＣＦのコアに添加されたドーパントの緩和時間（１ｍｓ程度）より短くなると、ファイバレーザ光出力異常の発生から当該出力停止までの時間において、緩和時間が支配的になる。この場合、ファイバヒューズは１ｍｍ程度で停止するので、融着に必要なファイバ長を例えば５ｍｍ程度とすれば、各部品のファイバ長としては１ｃｍ程度以上、より具体的には１～５ｃｍ程度とすることで、ラマン散乱を抑制しつつ、各光部品の再利用も可能にできるので好ましい。
　以上の関係をまとめると、次のようになる。光部品のファイバ長（片端）Ｌとし、融着に必要な光部品の最小ファイバ長をＬｍｉｎとし、ファイバヒューズの進行速度をｖ（ｖ＞０）とし、ヒューズ発生から遮断までの時間をτ（τ＝検出時間＋判定時間＋光強度低下時間）とした場合、以下の式が成立する。なお、「⇔」はその左右の式が等価であることを示している。
Ｌｍｉｎ＜Ｌ－ｖ×τ　⇔　τ＜（Ｌ－Ｌｍｉｎ）／ｖ　⇔　τ＜Δ／ｖ
ここで、Δ＝Ｌ－Ｌｍｉｎ（Δ＞０）である。
　すなわち、各光部品の光ファイバ長は、ファイバヒューズ発生から停止までの間に進行する長さ（ｖ×τ）だけ減少したときに、融着に必要な光部品の最小ファイバ長Ｌｍｉｎより長く残存するように設定される。または、時間τは、ファイバヒューズが長さΔだけ進行するより短い時間に設定される。
（Ｂ）第２実施形態
　図４は、本発明の第２実施形態の構成例を示すブロック図である。この図において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図４に示す第２実施形態のファイバレーザ装置１Ａでは、図１の場合と比較して、励起用ＬＤ２０、励起用ＬＤ駆動電源２１、および、励起光合波器１７が除外されている。つまり、図１の実施形態では、双方向励起方式が採用されているが、第２実施形態では前方励起方式が採用されている。また、ＰＤ５０は、ＯＣ１６と出力光学部６０の間の融着部７１からの漏れ信号光を検出する。
　第２実施形態では、励起方法が第１実施形態と異なっているが、第１実施形態と同様に図３に示す処理によって、ファイバヒューズを検出して進行を停止させることができる。なお、第２実施形態では、励起用ＬＤ２０が存在しないので、それに応じて、ステップＳ１２の閾値Ｔｈを設定することが望ましい。
（Ｃ）第３実施形態
　図５は、本発明の第３実施形態の構成例を示すブロック図である。この図において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示す第３実施形態のファイバレーザ装置１Ｂでは、図１の場合と比較して、励起用ＬＤ１８、励起用ＬＤ駆動電源１９、および、励起光合波器１３が除外されている。つまり、図１の実施形態では、双方向励起方式が採用されているが、第３実施形態では後方励起方式が採用されている。後方励起方式の場合、励起光は融着部３６側には出力されないので、励起光カットフィルタ５１は除外されている。
　第３実施形態では、励起方法が第１実施形態と異なっているが、第１実施形態と同様に図３に示す処理によって、ファイバヒューズを検出して進行を停止させることができる。なお、第３実施形態の場合、励起用ＬＤ１８が存在しないので、それに応じて、ステップＳ１２の閾値Ｔｈを設定することが望ましい。
（Ｄ）第４実施形態
　図６は、本発明の第４実施形態の構成例を示すブロック図である。図６に示す第４実施形態のファイバレーザ装置１Ｃでは、図１，４，５に示すレーザ発振装置１０，１０Ａ，１０Ｂがレーザ発振装置７０として記載されている。レーザ発振装置７０から出力された信号光は、後段のレーザ増幅装置１１０に入力され、光強度が増幅された後、出力光学部６０を介して出力される。ここで、レーザ増幅装置１１０は、光ファイバ１１２、励起光合波器１１３，１１７、増幅用光ファイバ１１５、励起用ＬＤ１１８，１２０、および、励起用ＬＤ駆動電源１１９，１２１を主要な構成要素としている。融着部１３１～１３４は、各光部品が有する光ファイバ１１２が融着されて形成されたものである。制御部４０は、励起用ＬＤ駆動電源１１９，１２１を制御するとともに、レーザ発振装置７０に内蔵されている励起用ＬＤ駆動電源を制御する。
　第４実施形態では、レーザ発振装置７０から出力された信号光が光ファイバ１１２のコアに入射され、クラッドには励起用ＬＤ１１８，１２０から出力される励起光が入射される。増幅用光ファイバ１１５は、コアに入射された信号光を、クラッドに入射された励起光に基づいて増幅し、出力光学部６０から出力する。融着部１３４からの漏れ信号光は、励起光カットフィルタ５１を介してＰＤ５０に入射される。ＰＤ５０は、漏れ信号光を電気信号に変換して制御部４０に供給する。
　つぎに、第４実施形態の動作について説明する。第４実施形態では、レーザ発振装置７０およびレーザ増幅装置１１０の双方において、ファイバヒューズが発生する可能性がある。仮に、レーザ増幅装置１１０の出力側においてファイバヒューズが発生した場合、ファイバヒューズは、レーザ増幅装置１１０内を図の右から左へと伝播するため、ファイバヒューズよりも右側へは信号光は伝播しない状態となる。このため、図３の処理により、前述した各実施形態と同様の動作によって、ファイバヒューズを検出して進行を停止させることができる。一方、レーザ発振装置７０の出力側でファイバヒューズが発生した場合も同様に、レーザ発振装置７０内を図の右から左へと光ファイバ１２を伝播するため、ファイバヒューズよりも右側へは信号光は伝播しない状態となるため、図３の処理により、ファイバヒューズを検出することができる。なお、ステップＳ１４の処理においては、レーザ発振装置７０およびレーザ増幅装置１１０の双方の励起用ＬＤを停止させることにより、ファイバヒューズの進行を停止させることができる。また、第４実施形態の場合、レーザ増幅装置１１０は２つの励起用ＬＤ１１８，１２０を有し、レーザ発振装置７０は少なくとも１つの励起用ＬＤを有するので、これらの励起用ＬＤの個数に応じて閾値Ｔｈを設定することが望ましい。
（Ｅ）第５実施形態
　図７は、本発明の第５実施形態の構成例を示すブロック図である。なお、図７において、図６と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明を省略する。図７に示す第５実施形態のファイバレーザ装置１Ｄでは、図６の場合と比較して、励起光合波器１１７、励起用ＬＤ１２０、および、励起用ＬＤ駆動電源１２１が除外されている。また、ＰＤ１５０は、融着部１７１からの漏れ信号光を検出する。それ以外の構成は、図６の場合と同様である。
　第５実施形態では、第４実施形態の場合と同様に、図３の処理に基づいて、ファイバヒューズを検出し、励起用ＬＤを停止して、ファイバヒューズの進行を停止させることができる。なお、第５実施形態では、レーザ増幅装置１１０Ａは、励起用ＬＤ１１８のみを有することから、ステップＳ１４の処理では、レーザ発振装置７０が有する励起用ＬＤ駆動電源とともに、励起用ＬＤ駆動電源１１９を停止させる。また、閾値Ｔｈについては、励起用ＬＤの個数等に応じて設定することが望ましい。
（Ｆ）第６実施形態
　図８は、本発明の第６実施形態の構成例を示すブロック図である。なお、図８において、図６と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明を省略する。図８に示す第６実施形態のファイバレーザ装置１Ｅでは、図６の場合と比較して、励起光合波器１１３、励起用ＬＤ１１８、および、励起用ＬＤ駆動電源１１９が除外されている。それ以外の構成は、図６の場合と同様である。
　第６実施形態では、第４実施形態の場合と同様に、図３の処理に基づいて、ファイバヒューズを検出し、励起用ＬＤを停止して、ファイバヒューズの進行を停止させることができる。第９実施形態では、レーザ増幅装置１１０Ｅは、励起用ＬＤ１２０のみを有することから、ステップＳ１４の処理では、レーザ発振装置７０が有する励起用ＬＤ駆動電源とともに、励起用ＬＤ駆動電源１２１を停止させる。なお、図８の例では、ＰＤ５０と融着部１３４の間には、励起光カットフィルタ５１を設けるようにしたが、レーザ発振装置７０が後方励起方式である場合には、励起光は融着部１３４には到達しないことから、励起光カットフィルタ５１を除外することができる。
（Ｇ）第７実施形態
　図９は、本発明の第７実施形態の構成例を示すブロック図である。図９に示す第７実施形態のファイバレーザ装置１Ｆは、制御部４０、ＰＤ５０，１５０、励起光カットフィルタ５１，１５１、出力光学部６０、レーザ発振装置７０、レーザ増幅装置８０、および、光ファイバ１１２を主要な構成要素としている。ここで、レーザ発振装置７０は、図１，４，５に記載されているレーザ発振装置１０，１０Ａ，１０Ｂのいずれかによって構成されている。また、レーザ増幅装置８０は、図６，７，８に記載されているレーザ増幅装置１１０，１１０Ａ，１１０Ｂのいずれかによって構成されている。ＰＤ５０は融着部１３４からの漏れ信号光を励起光カットフィルタ５１を介して検出し、ＰＤ１５０は融着部１３１からの漏れ信号光を励起光カットフィルタ１５１を介して検出する。
　第７実施形態では、図３と同様の処理によって動作するが、ＰＤ５０，１５１のそれぞれについてステップＳ１１，Ｓ１２の処理が実行される。具体的には、ＰＤ５０，１５１のそれぞれの漏れ信号光の強度Ｌｐ１，Ｌｐ２がステップＳ１１で検出され、ステップＳ１２でそれぞれの閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２と比較され、Ｌｐ１＜Ｔｈ１およびＴｈ２＜Ｌｐ２のいずれか一方、または、双方が満たされる場合にはステップＳ１３に進む。そして、ステップＳ１４では、制御部４０はレーザ発振装置７０およびレーザ増幅装置８０の双方の励起用ＬＤを停止する。これにより、レーザ発振装置７０またはレーザ増幅装置８０のいずれでファイバヒューズが発生した場合でも、励起用ＬＤを停止して、ファイバヒューズの進行を停止させることができる。また、第７実施形態では、ステップＳ１６において、ＴｓおよびＴｅともに、Ｌｐ１およびＬｐ２を格納しておけば、レーザ発振装置７０およびレーザ増幅装置８０のどちらでファイバヒューズが発生したかを知ることができる。具体的には、Ｌｐ１＜Ｔｈ１およびＴｈ２＜Ｌｐ２の双方が成立する場合には、融着部１３１よりも左（図の左）側でファイバヒューズが発生したと判定することができる。また、Ｔｈ１＜Ｌｐ１のみが成立する場合には、融着部１３１と融着部１３４の間でファイバヒューズが発生したと判定することができる。
（Ｈ）第８実施形態
　図１０は、本発明の第８実施形態の構成例を示すブロック図である。図１０において図１と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。図１０に示す第８実施形態のファイバレーザ装置１Ｇでは、図１の場合と比較して、融着部３１からの漏れ信号光を検出するためのＰＤ２５０および励起光カットフィルタ２５１が設けられ、ＰＤ２５０は制御部４０に接続されている。その他の構成は、図１の場合と同様である。
　図１０に示す第８実施形態では、励起光合波器１３の左側で発生するファイバヒューズについても検出の対象とすることができる。すなわち、ＨＲ１４は、９９％近い信号光を反射して増幅用光ファイバ１５に戻すが、例えば、１％程度の信号光を漏れ信号光として通過してしまう。ここで、ファイバレーザ装置１Ｇの出力が１ｋＷ程度である場合、漏れ信号光は１０Ｗ程度となる。このため、励起光合波器１３の左側においてもファイバヒューズが発生することが想定される。そこで、第８実施形態では、融着部３１から漏れ出る漏れ信号光をＰＤ２５０によって検出し、漏れ信号光の強度が閾値Ｔｈよりも小さくなった場合には励起光合波器１３の左側でファイバヒューズが発生したと判定して励起用ＬＤ１８，２０を停止することができる。具体的に説明すると、ファイバヒューズが発生していない正常な状態においては、増幅用光ファイバ１５からの信号光の一部が漏れ信号光としてＨＲ１４の左側に出力されるので、この漏れ信号光は励起光合波器１３を介して出力され、融着部３１に設けられたＰＤ２５０によって検出される。このため、正常状態では、ＰＤ２５０によって漏れ信号光の強度Ｌｐが検出される。ここで、終端部１１の近傍でファイバヒューズが発生したとすると、このファイバヒューズは、図の右側に向かって進行する。ファイバヒューズが融着部３１よりも右側に移動したとすると、このファイバヒューズによってＨＲ１４からの漏れ信号光が遮断されるので、ＰＤ２５０によって検出される漏れ信号光の強度Ｌｐが低下する。このため、図３のステップＳ１２の処理により、Ｙｅｓと判定されてステップＳ１３以降の処理に進み、励起用ＬＤ１８，２０の駆動が停止されるため、ファイバヒューズの進行が停止する。なお、図１０の実施形態では、閾値Ｔｈとしては、例えば、ＨＲ１４の左側に出力される漏れ信号光の強度の、例えば、１／１０程度とすることができる。もちろん、これ以外の値でもよい。
（Ｉ）第９実施形態
　図１１は、本発明の第９実施形態の構成例を示すブロック図である。図１１において図１０と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。図１１に示す第９実施形態のファイバレーザ装置１Ｈでは、図１０の場合と比較して、終端部１１がＰＤ１１Ａに置換され、また、ＰＤ２５０および励起光カットフィルタ２５１が除外されている。その他の構成は図１０の場合と同様である。
　図１１に示す第９実施形態では、図１０の場合と同様に、ＨＲ１４の左側に漏れ出てくる漏れ信号光をＰＤ１１Ａで検出し、漏れ信号光の強度Ｌｐが所定の閾値Ｔｈよりも小さくなった場合にはファイバヒューズが発生したと判定し、励起用ＬＤ１８，２０の駆動を停止する。これにより、図１０の場合と同様に、励起光合波器１３の左側で発生するファイバヒューズについても検出の対象として、ファイバヒューズの進行を停止させることができる。なお、閾値Ｔｈの設定方法としては、第８実施形態の場合と同様に設定することができる。
（Ｊ）第１０実施形態
　図１２は、本発明の第１０実施形態の構成例を示すブロック図である。図１２において図９と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。図１２に示す第１０実施形態のファイバレーザ装置１Ｉでは、図９の場合と比較して、ＰＤ５０に対してサーミスタ５２が熱的に結合されて配置されるとともに、サーミスタ５２が制御部４０に接続されている。また、ＰＤ１５０に対してサーミスタ１５２が熱的に結合されて配置されるとともに、サーミスタ１５２が制御部４０に接続されている。その他の構成は、図９の場合と同様である。
　図１２に示す第１０実施形態では、制御部４０はＰＤ５０，１５０からの検出信号をサーミスタ５２，１５２によって更正する。すなわち、ＰＤ５０，１５０の検出電圧は、周囲温度に逆比例することから、制御部４０はサーミスタ５２，１５２によって検出された温度に基づいて検出電圧を周囲温度に依存しないように更正する。これにより、ＰＤ５０，１５０により、漏れ信号光の強度を周囲温度によらず正確に検出することが可能になる。
　第１０実施形態では、第７実施形態の場合と同様に、レーザ発振装置７０またはレーザ増幅装置８０のいずれにおいてファイバヒューズが発生したかを知ることができるとともに、図１０，１１の場合と同様に、ＨＲ１４の左側に漏れ出る漏れ信号光によって発生するファイバヒューズも検出することができる。すなわち、レーザ発振装置７０の図示せぬ終端部１１の近辺でファイバヒューズが発生し、図１２の右側に進行し、励起光合波器１３に到達すると、励起光合波器１３が破壊され、励起用ＬＤ１８からの励起光の入射が遮断される。このため、例えば、レーザ発振装置７０およびレーザ増幅装置８０において使用される励起用ＬＤが同じ光強度とし、励起光合波器１３における励起光の入射が完全に絶たれたとすると、信号光の強度は融着部１３１においては１／２に減衰し、融着部１３４においては３／４に減衰する。そこで、漏れ信号光の強度が前述のように１／２および３／４に減衰した場合には、終端部１１の近辺でファイバヒューズが発生したと判定することができる。このとき、ＰＤ５０，１５０の検出信号は、サーミスタ５２，１５２によって更正されているので、周囲温度の変化によらず、検出信号の変化を確実に検出することができる。また、第１０実施形態では、励起用ＬＤから励起光合波器の間におけるファイバヒューズの発生に関しても検出することができる。例えば、励起用ＬＤ１８と励起光合波器１３の間でファイバヒューズが発生した場合、ＰＤ１５０とＰＤ５０の出力が減少する。例えば、各励起用ＬＤが５個のＬＤで形成されている場合、１つの励起用ＬＤの光ファイバにおいてファイバヒューズが発生したときは、ＰＤ１５０では１／１０だけ出力が減少し、ＰＤ５０では１／２０だけ出力が減少する。したがって、漏れ信号光の強度を正確に検出することで、励起用ＬＤと励起光合波器の間で発生するファイバヒューズを検出して進行を停止させることができる。
　なお、以上では、ＰＤ５０，１５０の双方に対してサーミスタ５２，１５２を設けるようにしたが、何れか一方に対して設けるようにし、前述した漏れ信号光の強度変化のいずれかを検出した場合に、励起用ＬＤを遮断するようにしてもよい。
　また、以上の各実施形態において、閾値Ｔｈとして、駆動する励起ＬＤの個数に略比例した値を設定したり、駆動する励起ＬＤの個数とその駆動電流により与えられる出力光の強度に対応した値を設定してもよい。これにより、例えば１つの励起ＬＤにファイバヒューズが発生して、本来得られるべきファイバレーザの出力光強度の範囲を逸脱した場合でも、そのわずかな出力光変動からファイバヒューズを検知して適切にその進行を停止することができる。
　また、特に実施形態４～７、１０のＭＯＰＡ構成の場合には、第１０実施形態に示したように、レーザ発振装置とレーザ増幅装置のそれぞれについて異なる比例定数を与え、上記駆動する励起ＬＤの個数に略比例した値や、駆動する励起ＬＤの個数とその駆動電流により得られる出力光の強度に対応する値を乗じ、それらを総合して得られる出力光の強度に対応する閾値を設定することもできる。このようにすることで、ファイバレーザの動作状態に対応した閾値をより精密に設定でき、精度の高いファイバヒューズ検知を行うことができる。
　また、第７、第９実施形態などのように、レーザ発振装置とレーザ増幅装置のそれぞれにおいて出力光をモニタしてファイバヒューズの発生箇所を判定する場合、第７実施形態に記載された判定プロセスを行う判定部を設け、これを制御部４０内に配置したり外部に接続することで、判定を自動的に行うことができる。さらに、その判定結果を表示する表示部を設けても良く、外部装置（ＰＣ等）に信号出力する出力装置を設けても良い。
（Ｋ）変形実施形態
　なお、上記の各実施形態は、一例であって、これ以外にも各種の変形実施態様が存在する。例えば、以上の各実施形態では、融着部からの漏れ信号光を検出するようにしたが、図１３に示すように、光学系（光ファイバまたは集光レンズ等）同士が所定の距離を隔てて光学的に接続されている部分からの漏れ信号光を検出するようにしてもよい。図１３の例では、信号光は接続部１６０を経由し、光ファイバ１６４を通過し、出力光学部１６５を介して加工対象物に対して照射される。ここで、接続部１６０は、出力光学部１６１と入力光学部１６２を有しており、出力光学部１６１と入力光学部１６２は所定の間隔を隔てて配置されている。ＰＤ１６３は、出力光学部１６１のコアから漏れ出る漏れ信号光を入射し、対応する電気信号に変換して制御部４０に供給する。このように、融着部以外であっても、融着部に限定されることなく、コアからの漏れ信号光が検出することができる。
　また、以上の各実施形態では、励起光カットフィルタによって励起光を減衰させるようにしたが、例えば、融着部の前段にコア光以外の光を外部に逃がすための光ファイバを光ファイバ１２に融着し、これによって励起光を減衰させることも可能である。もちろん、これ以外の方法であってもよい。
　また、以上の各実施形態では、励起用ＬＤは励起用ＬＤ駆動電源によって駆動するようにしたが、制御部４０が各励起用ＬＤを直接駆動するようにしたり、あるいは、制御部からの制御信号に基づいてＦＥＴ（Field Effect Transistor）を制御し、当該ＦＥＴにより各励起用ＬＤに流れる電流を制御するようにしたりしてもよい。
　また、以上の各実施形態では、ファイバヒューズが発生した場合には、全ての励起用ＬＤの動作を停止するようにしたが、一部の励起用ＬＤの動作を停止することでファイバヒューズの進行を停止できる場合には、一部の励起用ＬＤの動作を停止するようにしてもよい。
　また、以上の各実施形態では、図２に示す制御部４０によって、ファイバヒューズの発生を判定するようにしたが、これ以外にも、例えば、ロジック回路を用いたハードウエアを用いたり、あるいは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を用いたりしてもよい。
　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ　ファイバレーザ装置
　１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，７０　レーザ発振装置
　１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，８０　レーザ増幅装置
　１１　終端部
　１１Ａ　ＰＤ
　１２　光ファイバ
　１３，１７　励起光合波器
　１５　増幅用光ファイバ
　１４，１６　ＦＢＧ
　１８，２０　励起用ＬＤ
　１９，２１　励起用ＬＤ駆動電源（停止部）
　３１～３６　融着部
　４０　制御部（判定部、更正部の一部）
　４３　ＲＡＭ（記憶部）
　５０　ＰＤ（検出部）
　５１　励起光カットフィルタ
　５２　サーミスタ（更正部の一部）
　６０　出力光学部
　７０　レーザ発振装置
　８０　レーザ増幅装置（増幅部）

Claims (14)

  1. 　光ファイバに励起光を導入してレーザ光を生成するファイバレーザ装置において、
    　前記光ファイバのコアから漏れる信号光としての漏れ信号光を検出する検出部と、
    　前記検出部によって検出された前記漏れ信号光の強度が減少した場合に、ファイバの異常が発生したと判定する判定部と、
    　前記判定部によって前記ファイバの異常が発生したと判定された場合に、前記励起光の前記光ファイバへの導入を停止する停止部と、
    　を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
  2. 　前記検出部は、前記光ファイバ同士の接続部から漏れる前記漏れ信号光を検出することを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ装置。
  3. 　前記接続部は前記光ファイバ同士が融着された融着部であり、前記検出部は前記融着部から漏れ出る前記漏れ信号光を検出することを特徴とする請求項２に記載のファイバレーザ装置。
  4. 　前記接続部は前記光ファイバ同士が所定の距離を隔てて配置されており、前記検出部は前記ファイバ同士の間から拡散して漏れ出る前記漏れ信号光を検出することを特徴とする請求項２に記載のファイバレーザ装置。
  5. 　前記接続部は、前記レーザ光が出力される出力端の最も近くに位置している接続部であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  6. 　前記検出部は、前記レーザ光の出力側と反対側に設けられた全反射ファイバグレーティングから漏れ出る前記漏れ信号光を検出することを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ装置。
  7. 　前記検出部は、前記レーザ光を透過させ、前記励起光を減衰させる減衰部を介して前記漏れ信号光を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  8. 　前記検出部はフォトダイオードによって構成され、
    　前記フォトダイオードの温度を検出し、検出された温度に基づいて前記フォトダイオードの検出信号を更正する更正部を有する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  9. 　前記レーザ光を光ファイバによって増幅する増幅部をさらに有し、
    　前記検出部は、前記増幅部から出力される前記レーザ光が前記光ファイバのコアから漏れ出る漏れ信号光を検出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  10. 　前記漏れ信号光の強度の減少を検出してから前記励起光を停止するまでの時間を示す情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  11. 　前記判定手段は、固定値としての閾値、前記励起光もしくは前記レーザ光の強度の設定値に応じて変動する閾値、または、前記励起光を生成するレーザダイオードに流れる電流値に応じて変動する閾値に基づいて前記ファイバの異常の発生を判定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  12. 　前記判定手段は、前記レーザ光がパルス光である場合には、複数の周期における前記漏れ信号光の強度の平均値に基づいて前記ファイバの異常の発生を判定することを特徴とする請求項１１に記載のファイバレーザ装置。
  13. 　前記光ファイバに前記励起光を導入する励起光合波器は複数の励起光導入ポートに空きポートを有し、前記レーザ光の出力側と反対側の終端部および前記空きポートのうち、少なくとも一方が可視光導入ポートとされることを特徴とする請求項１に記載のファイバレーザ装置。
  14. 　光ファイバに励起光を導入してレーザ光を生成するファイバレーザ装置の異常検出方法において、
    　前記ファイバのコアから漏れる信号光としての漏れ信号光を検出し、
    　検出された前記漏れ信号光の強度が減少した場合に、ファイバの異常が発生したと判定し、
    　前記ファイバの異常が発生したと判定された場合に、前記励起光の前記光ファイバへの導入を停止する、
    　ことを特徴とするファイバレーザ装置の異常検出方法。
PCT/JP2011/077527 2010-11-29 2011-11-29 ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法 WO2012073952A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012546884A JP5863669B2 (ja) 2010-11-29 2011-11-29 ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法
CN201180056272.8A CN103222134B (zh) 2010-11-29 2011-11-29 光纤激光装置以及光纤激光装置的异常检测方法
EP11844181.5A EP2648291A4 (en) 2010-11-29 2011-11-29 Fiber laser apparatus, and method of detecting abnormality of fiber laser apparatus
US13/903,533 US8811434B2 (en) 2010-11-29 2013-05-28 Fiber laser apparatus and method of detecting failure of fiber laser apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010264855 2010-11-29
JP2010-264855 2010-11-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/903,533 Continuation US8811434B2 (en) 2010-11-29 2013-05-28 Fiber laser apparatus and method of detecting failure of fiber laser apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012073952A1 true WO2012073952A1 (ja) 2012-06-07

Family

ID=46171881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/077527 WO2012073952A1 (ja) 2010-11-29 2011-11-29 ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8811434B2 (ja)
EP (1) EP2648291A4 (ja)
JP (1) JP5863669B2 (ja)
CN (1) CN103222134B (ja)
WO (1) WO2012073952A1 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014060251A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Spectronix Corp 光パワー監視装置、光パワー監視方法および光パワー監視装置を用いたレーザ発生装置
JP2015159195A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社フジクラ 光パワーモニタ装置、ファイバレーザおよび光パワーモニタ方法
JP5950426B1 (ja) * 2015-05-26 2016-07-13 日本電信電話株式会社 マルチコア光ファイバ増幅器
JP2017224679A (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ発振器、及び、エラー検知方法
WO2018173844A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 株式会社フジクラ 拡がり角測定装置、拡がり角測定方法、レーザ装置、及びレーザシステム
WO2019073957A1 (ja) 2017-10-10 2019-04-18 株式会社フジクラ 光検出装置及びレーザ装置
WO2019245032A1 (ja) 2018-06-22 2019-12-26 株式会社フジクラ 光検出装置及びレーザ装置
US10530117B2 (en) 2014-07-04 2020-01-07 Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber laser device
JP2020005000A (ja) * 2019-09-27 2020-01-09 株式会社フジクラ 光検出装置及びレーザ装置
WO2020175609A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 株式会社フジクラ レーザ装置
WO2024018566A1 (ja) * 2022-07-20 2024-01-25 ファナック株式会社 レーザ発振器、故障検知方法及び光ファイバ検査方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014014068A1 (ja) * 2012-07-18 2014-01-23 古河電気工業株式会社 光ファイバレーザ装置
US20150085352A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Alcatel-Lucent Usa Inc. Optical amplifier for space-division multiplexing
JP5889934B2 (ja) * 2014-02-25 2016-03-22 株式会社フジクラ ファイバレーザ装置及びその異常検出方法
JP2015210954A (ja) * 2014-04-25 2015-11-24 オリンパス株式会社 光源装置およびその光源装置を備えた内視鏡装置
US10310201B2 (en) * 2014-08-01 2019-06-04 Nlight, Inc. Back-reflection protection and monitoring in fiber and fiber-delivered lasers
CN105116483A (zh) * 2015-08-20 2015-12-02 厦门市和奕华光电科技有限公司 光纤熔断保护系统及方法
TWI607820B (zh) * 2015-11-13 2017-12-11 財團法人工業技術研究院 雷射加工裝置及其方法
CN105890874A (zh) * 2016-05-25 2016-08-24 深圳市创鑫激光股份有限公司 一种光纤激光器的故障检测方法和装置
JP6363680B2 (ja) 2016-11-16 2018-07-25 ファナック株式会社 レーザ装置
JP6564418B2 (ja) * 2017-04-20 2019-08-21 ファナック株式会社 光パワーモニタ装置およびレーザ装置
CN108801600A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种光纤漏光检测装置
JP2019066259A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 オムロン株式会社 光学センサおよび光学センサにおける異常検出方法
JP7039922B2 (ja) * 2017-10-16 2022-03-23 株式会社島津製作所 レーザ加工装置
KR20210102939A (ko) * 2018-12-13 2021-08-20 스미토모 덴코 옵티프론티어 가부시키가이샤 융착 접속 장치
JP7224435B2 (ja) * 2019-02-27 2023-02-17 株式会社フジクラ レーザ装置
WO2020203559A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 古河電気工業株式会社 光ファイバの状態検知システム
CN110635341A (zh) * 2019-09-19 2019-12-31 苏州创鑫激光科技有限公司 一种光纤激光器保护方法及光纤激光器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227776A (ja) 2002-02-04 2003-08-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 光源破損防止システムおよび光増幅器
WO2004088881A1 (ja) 2003-03-28 2004-10-14 Fujitsu Limited 光伝送路障害検出システム
US20060165343A1 (en) * 2004-12-13 2006-07-27 Martin Seifert Method and apparatus for sensing light
JP2008116789A (ja) * 2006-11-07 2008-05-22 Ntt Advanced Technology Corp 光ファイバ検査装置および方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463710A (en) * 1992-09-09 1995-10-31 Hobart Laser Products, Inc. Laser - optical fiber tuning and control system
JP3952033B2 (ja) * 2004-04-02 2007-08-01 松下電器産業株式会社 光増幅ファイバと光増幅方法とレーザ発振方法とレーザ増幅装置とレーザ発振装置とレーザ装置とレーザ加工機
JP2007081076A (ja) * 2005-09-14 2007-03-29 Central Glass Co Ltd 励起光源保護装置を具備したファイバレーザ装置
WO2008004218A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Soreq Nuclear Research Center Optical apparatus comprising a pump-light-guiding fiber
CN101212125A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 中国科学院半导体研究所 GaAs基半导体量子点激光器管芯质量的检测和分析方法
JP5529589B2 (ja) * 2009-04-10 2014-06-25 株式会社フジクラ ファイバ出力安定化装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003227776A (ja) 2002-02-04 2003-08-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 光源破損防止システムおよび光増幅器
WO2004088881A1 (ja) 2003-03-28 2004-10-14 Fujitsu Limited 光伝送路障害検出システム
US20060165343A1 (en) * 2004-12-13 2006-07-27 Martin Seifert Method and apparatus for sensing light
JP2008116789A (ja) * 2006-11-07 2008-05-22 Ntt Advanced Technology Corp 光ファイバ検査装置および方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABEDIN KAZI SARWAR: "Remote Sensing of Fiber Fuse Propagation using RF Detection", IEICE TECHNICAL REPORT, MW, MICROWAVE, vol. 109, no. 158, 23 July 2009 (2009-07-23), pages 43 - 46, XP008169963 *
KOJI SEO ET AL.: "Evaluation of High-power Endurance in Optical Fiber Links", FURUKAWA ELECTRIC REVIEW, July 2003 (2003-07-01), pages 17 - 20, XP002594413 *
See also references of EP2648291A4

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014060251A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Spectronix Corp 光パワー監視装置、光パワー監視方法および光パワー監視装置を用いたレーザ発生装置
JP2015159195A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社フジクラ 光パワーモニタ装置、ファイバレーザおよび光パワーモニタ方法
US9935417B2 (en) 2014-02-24 2018-04-03 Fujikura Ltd. Optical-power monitoring device, fiber laser, and optical-power monitoring method having different regions of a second fiber covered by a low-refractive-index resin layer and a high-refractive-index resin layer
US10530117B2 (en) 2014-07-04 2020-01-07 Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber laser device
US10862262B2 (en) 2014-07-04 2020-12-08 Furukawa Electric Co., Ltd. Optical fiber laser device
JP5950426B1 (ja) * 2015-05-26 2016-07-13 日本電信電話株式会社 マルチコア光ファイバ増幅器
JP2016219753A (ja) * 2015-05-26 2016-12-22 日本電信電話株式会社 マルチコア光ファイバ増幅器
JP2017224679A (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ発振器、及び、エラー検知方法
WO2018173844A1 (ja) * 2017-03-24 2018-09-27 株式会社フジクラ 拡がり角測定装置、拡がり角測定方法、レーザ装置、及びレーザシステム
JP2018163014A (ja) * 2017-03-24 2018-10-18 株式会社フジクラ 拡がり角測定装置、拡がり角測定方法、レーザ装置、及びレーザシステム
WO2019073957A1 (ja) 2017-10-10 2019-04-18 株式会社フジクラ 光検出装置及びレーザ装置
US11366009B2 (en) 2017-10-10 2022-06-21 Fujikura Ltd. Light detection device and laser device
WO2019245032A1 (ja) 2018-06-22 2019-12-26 株式会社フジクラ 光検出装置及びレーザ装置
US11940321B2 (en) 2018-06-22 2024-03-26 Fujikura Ltd. Photodetection device and laser device
WO2020175609A1 (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 株式会社フジクラ レーザ装置
JPWO2020175609A1 (ja) * 2019-02-27 2021-10-21 株式会社フジクラ レーザ装置
JP2020005000A (ja) * 2019-09-27 2020-01-09 株式会社フジクラ 光検出装置及びレーザ装置
WO2024018566A1 (ja) * 2022-07-20 2024-01-25 ファナック株式会社 レーザ発振器、故障検知方法及び光ファイバ検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103222134A (zh) 2013-07-24
EP2648291A4 (en) 2018-04-04
US20130259069A1 (en) 2013-10-03
EP2648291A1 (en) 2013-10-09
JPWO2012073952A1 (ja) 2014-05-19
US8811434B2 (en) 2014-08-19
CN103222134B (zh) 2015-08-19
JP5863669B2 (ja) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012073952A1 (ja) ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法
US11171462B2 (en) Fiber laser apparatus
US9985407B2 (en) Fiber laser apparatus and method of detecting failure of fiber laser apparatus
US9534952B2 (en) Integrated parameter monitoring in a fiber laser/amplifier
KR101726334B1 (ko) 레이저 장치
US20190296515A1 (en) Optical power monitoring device, laser device, and laser system
US7002735B2 (en) Method for detecting disengagement of an optical fiber, an optical fiber amplifier, and a unit of an optical fiber amplifier with a transmission optical fiber
JP2010263188A (ja) ファイバ出力安定化装置
JP2006292674A (ja) 光パワーモニタ方法、光パワーモニタ装置及び光デバイス
US20080130101A1 (en) Optical fiber amplifying module
JP2013197332A (ja) 光回路装置
JP4855429B2 (ja) ダブルクラッドファイバの接続方法
JP6734683B2 (ja) 光モニタ装置及びレーザ装置
JP2011192670A (ja) レーザダイオードモニタ装置及びレーザダイオードモニタ方法
WO2019146452A1 (ja) モニタ装置、レーザ装置、モニタ方法、及びレーザ装置の製造方法
JP5331950B2 (ja) 光ファイバレーザ光源
US9671562B2 (en) Monitoring power combiners
US20220094134A1 (en) Methods for srs protection of laser components and apparatus providing srs protection
JP2014216497A (ja) 光回路装置
JP7288394B2 (ja) ファイバヒューズ検出装置、及びこれを用いたレーザ装置
JP2022118352A (ja) レーザ装置
JP6807811B2 (ja) レーザ装置、レーザ装置の光源の劣化度推定方法
JP2021150527A (ja) ファイバレーザ装置
JP2006114628A (ja) 光増幅装置およびその制御用プログラム
JP2010177315A (ja) 光増幅器、及び、ファイバレーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11844181

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012546884

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011844181

Country of ref document: EP