(57)【要約】  不可視レーザ光を照射するファイバレーザ装置において不可視光の照射位置の正確な位置決めを行うべく、シングルモードコアを有する増幅用光ファイバ（１５）を用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバ（３４）を介して出力するファイバレーザ装置１において、可視レーザ光を発生する可視レーザ光源（１１）と、可視レーザ光源によって発生された可視レーザ光を増幅用光ファイバ（１５）または出力用光ファイバのコアに導入する導入部（３０），（３１）と、加工対象に対する不可視レーザ光の照射位置の位置決めを行う場合に、可視レーザ光源を駆動し、可視レーザ光を出力用光ファイバのコアを介して出射させる駆動部（４０）と、を有することを特徴とする。
2012099116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するファイバレーザ装置において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源と、
前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入する導入部と、
加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置の位置決めを行う場合に、前記可視レーザ光源を駆動し、前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアを介して出射させる駆動部と、
を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
前記導入部は、前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入するとともに、前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播して前記可視レーザ光源に入射される戻り光を減衰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。
【請求項３】
前記導入部は２の入力端子と１の出力端子を少なくとも有する波長選択合分波素子を有し、
一方の前記入力端子には前記可視レーザ光源からの可視レーザ光が入射され、前記出力端子から出射されるレーザ光は前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入され、
前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播されて前記出力端子に入射される戻り光は他方の前記入力端子に伝播され、前記一方の前記入力端子に伝播される戻り光は減衰される、
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。
【請求項４】
前記波長選択合分波素子は、ファイバ溶融型または研磨型であることを特徴とする請求項３に記載のファイバレーザ装置。
【請求項５】
前記不可視レーザ光を発生する光共振器を有し、
前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側または出力側に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のファイバレーザ装置。
【請求項６】
前記不可視レーザ光を発生する光共振器と、前記光共振器によって発生された前記不可視レーザ光を増幅する光増幅器とを有し、
前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側、前記光共振器と前記光増幅器の間、または、前記光増幅器の出力側に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のファイバレーザ装置。
【請求項７】
前記可視レーザ光源と、前記波長選択合分波素子との間には、前記戻り光に含まれる前記不可視レーザ光を選択的に減衰させるフィルタが設けられていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項８】
前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのコアとを接続する光ファイバを有してい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。
【請求項９】
前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのクラッドとを接続する励起光合波器を有してい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。
【請求項１０】
前記可視レーザ光源と前記導入部との間にコア光を減衰するコア光減衰部が配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１１】
前記可視レーザ光源と前記導入部との間に前記可視レーザ光を透過し、前記不可視レーザ光を減衰させる光学フィルタが配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１２】
前記増幅用光ファイバのクラッドを伝播する光を減衰するクラッド光減衰部を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１３】
前記不可視レーザ光を発生する複数の前記増幅用光ファイバと、前記複数の増幅用光ファイバから出力される不可視レーザ光を複数の入力端から入力して合波し、前記出力用光ファイバから出力する合波部とを有し、
前記導入部は、前記合波部の１つの前記入力端に対して前記可視レーザ光を導入することを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１４】
前記導入部は、前記合波部の複数の入力端のうち、前記増幅用光ファイバからの不可視レーザ光が入力されていない入力端に前記可視レーザ光を導入することを特徴とする請求項１３に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１５】
前記可視レーザ光の波長は赤色または緑色に対応する波長を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１６】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するレーザ光照射位置の位置決め方法において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入し、
前記出力用光ファイバのコアを介して出射された前記可視レーザ光によって加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置を決定する、
ことを特徴とするファイバ光照射位置の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバレーザ装置およびレーザ光照射位置の位置決め方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて対象物を加工する場合、加工対象物上にレーザが照射される位置を決めるための位置決めをする必要がある。【０００３】
不可視レーザ光では、レーザ光を視認することができないので、従来においては、例えば、特許文献１，２に示すように、ハーフミラー等を用いて、不可視レーザ光の光軸と、可視レーザ光の光軸が一致するように調整しておき、可視レーザ光を用いて位置決めする技術が存在している。【０００４】
また、特許文献３には、不可視レーザ光を導波する光ファイバに平行するように、可視レーザ光を導波する光ファイバを配置し、出射部において各ファイバから出力されたレーザ光をレンズで集光し、出射部から所定の距離においてこれらが同じ位置に集光する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３３４８号
【特許文献２】特開平０７−１１６８７８号
【特許文献３】特開昭６２−００８７４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１〜３に開示されている技術では、不可視レーザ光と可視レーザ光の導波ルートが異なることから、加工対象物上における照射位置にずれを生じ、その結果として、正確に位置決めをすることができないという問題点がある。【０００７】
そこで、本発明の課題は、正確な位置決めを行うことが可能なファイバレーザ装置およびレーザ光照射位置の位置決め方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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は、シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するファイバレーザ装置において、可視レーザ光を発生する可視レーザ光源と、前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入する導入部と、加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置の位置決めを行う場合に、前記可視レーザ光源を駆動し、前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアを介して出射させる駆動部と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、正確な位置決めを行うことが可能となる。【０００９】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記導入部は、前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入するとともに、前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播して前記可視レーザ光源に入射される戻り光を減衰することを特徴とする。
このような構成によれば、正確に位置決めを行うとともに、戻り光によって可視レーザ光源の破損を防ぐことができる。【００１０】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記導入部は２の入力端子と１の出力端子を少なくとも有する波長選択合分波素子を有し、一方の前記入力端子には前記可視レーザ光源からの可視レーザ光が入射され、前記出力端子から出射されるレーザ光は前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入され、前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播されて前記出力端子に入射される戻り光は他方の前記入力端子に伝播され、前記一方の前記入力端子に伝播される戻り光は減衰されることを特徴とする。
このような構成によれば、戻り光によって可視レーザ光源が損傷することを防止できるとともに、可視レーザ光を効率良くコアに導入することができる。【００１１】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記波長選択合分波素子は、ファイバ溶融型または研磨型であることを特徴とする。
このような構成によれば、空間結合系を介しないで波長選択を行うことができるので、入出力端におけるパワー集中に起因する損傷を防ぐことができる。【００１２】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記不可視レーザ光を発生する光共振器を有し、前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側または出力側に設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、光共振器から出力される不可視レーザ光の位置決めを正確に行うことができる。【００１３】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記不可視レーザ光を発生する光共振器と、前記光共振器によって発生された前記不可視レーザ光を増幅する光増幅器とを有し、前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側、前記光共振器と前記光増幅器の間、または、前記光増幅器の出力側に設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、不可視レーザ光の強度を高めるとともに、位置決めを正確に行うことができる。【００１４】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記可視レーザ光源と、前記波長選択合分波素子との間には、前記戻り光に含まれる前記不可視レーザ光を選択的に減衰させるフィルタが設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、戻り光の減衰率を高めることにより、可視レーザ光源が損傷することを防止できるとともに、可視レーザ光を効率良くコアに導入することができる。【００１５】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのコアとを接続する光ファイバを有していることを特徴とする。
このような構成によれば、増幅用光ファイバのコアに可視レーザ光を直接導入できるので、可視レーザ光と不可視レーザ光の光軸を一致させ、位置決めを正確に行うことができる。【００１６】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのクラッドとを接続する励起光合波器を有していることを特徴とする。
このような構成によれば、可視レーザ光源への戻り光を少なくして、可視レーザ光源の長命化を図ることができる。【００１７】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記可視レーザ光源と前記導入部との間にコア光を減衰するコア光減衰部が配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、可視レーザ光源への戻り光を減衰することで、可視レーザ光源の長命化を図ることができる。【００１８】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記可視レーザ光源と前記導入部との間に前記可視レーザ光を透過し、前記不可視レーザ光を減衰させる光学フィルタが配置されていることを特徴とする。
このような構成によれば、可視レーザ光源への戻り光のみを減衰し、可視レーザ光は透過させることで、可視レーザ光源の長命化とともに、可視レーザ光源の選択範囲を広げることが可能になる。【００１９】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記増幅用光ファイバのクラッドを伝播する光を減衰するクラッド光減衰部を有することを特徴とする。
このような構成によれば、コアからクラッドに対して漏れた可視レーザ光を減衰させることができるので、ビーム品質を高め、スポット径を小さくすることができる。【００２０】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記不可視レーザ光を発生する複数の前記増幅用光ファイバと、前記複数の増幅用光ファイバから出力される不可視レーザ光を複数の入力端から入力して合波し、前記出力用光ファイバから出力する合波部とを有し、前記導入部は、前記合波部の１つの前記入力端に対して前記可視レーザ光を導入することを特徴とする。
このような構成によれば、複数の増幅用光ファイバから出力される高出力の不可視レーザ光の位置決めを容易に行うことができる。【００２１】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記導入部は、前記合波部の複数の入力端のうち、前記増幅用光ファイバからの不可視レーザ光が入力されていない入力端に波長選択合分波器を介して前記可視レーザ光を導入することを特徴とする。
このような構成によれば、不可視レーザ光が波長選択合分波器を通過しないので、波長選択合分波器に要求されるパワー耐性を軽減することができる。【００２２】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記可視レーザ光の波長は赤色または緑色に対応する波長を有することを特徴とする。
このような構成によれば、視認性を高めることができるので、位置決めを容易に行うことができる。【００２３】
また、本発明は、シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するレーザ光照射位置の位置決め方法において、可視レーザ光を発生する可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入し、前記出力用光ファイバのコアを介して出射された前記可視レーザ光によって加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置を決定する、ことを特徴とする。
このような方法によれば、正確な位置決めを行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、正確な位置決めを行うことが可能なファイバレーザ装置およびレーザ光照射位置の位置決め方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す制御部の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第４実施形態の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第５実施形態の構成例を示す図である。
【図７】図６の変形実施態様の構成例を示す図である。
【図８】図６の変形実施態様の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第６実施形態の構成例を示す図である。
【図１０】図９に示す波長選択合分波素子の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第７実施形態の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第８実施形態の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第９実施形態の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第１０実施形態の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の変形実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
（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、可視光ＬＤ１１（請求項中「可視レーザ光源」に対応）、減衰部１２（請求項中「減衰部」に対応）、励起光合波器１３、ＨＲ（High Reflector）１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ（Output Coupler）１６、クラッドモード除去部１７、光出力部１８、励起用ＬＤ（Laser Diode）１９、励起用ＬＤ駆動電源２０、光ファイバ３０，３１（請求項中「導入部」に対応）、光ファイバ３２，３３、光ファイバ３４（請求項中「出力用光ファイバ」に対応）、および、制御部４０（請求項中「駆動部」に対応）を主要な構成要素としている。なお、励起光合波器１３、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、および、ＯＣ１６は、レーザ発振装置１０の主要な構成要素である。
【００２８】
ここで、可視光ＬＤ１１は、例えば、可視光である赤色レーザ光を発生するレーザダイオードによって構成されている。以下、各実施形態において、可視光ＬＤ１１は、光ファイバ３０のコアに直接結合されてもよいし、出力用光ファイバを有するピグテール型の半導体レーザモジュールの形態として、出力用光ファイバのコアと光ファイバ３０のコアを接続させてもよい。なお、ピグテール型の半導体レーザモジュールの形態をなす場合は、出力用光ファイバをシングルモード光ファイバとすることもできる。減衰部１２は、光ファイバ３０，３１のコアを伝播するコア光を一定量減衰する機能を有する。具体的には、光軸をずらして結合された融着部等によって構成されており、励起光合波器１３からコアを伝播してきた戻り光を減衰するとともに、可視光ＬＤ１１からの可視レーザ光も同様に減衰する。なお、図１の例では、光学部品同士が接続される融着部については説明を簡略化するために図示を省略している。
【００２９】
励起光合波器１３は、例えば、ＴＦＢ（Tapered Fiber Bundle）等によって構成され、励起用ＬＤ１９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、高反射ファイバグレーティング（ＦＢＧ）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からのレーザ光を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添加されたシングルモードコアを有するＤＣＦ（Double Clad Fiber）によって構成され、コアに添加されたイオンを外部から導入した励起光で励起することで、例えば、１０８０ｎｍの赤外レーザ光を発振して出力する。なお、本実施形態におけるＤＣＦは、前述したシングルモードコアの外部にクラッドが２層形成されており、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が、コアはシングルモードには限られず、マルチモード（例えば、基本モードと数個程度の低次モードを伝播するような）コアであっても良い。
【００３０】
ＯＣ１６は、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からのレーザ光の一部（例えば、１０％）を通過させるとともに、残りを反射する。なお、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、および、ＯＣ１６によって光ファイバ共振器が構成される。
【００３１】
クラッドモード除去部１７は、光ファイバ３３のクラッドを伝播する光を除去する。クラッドモード除去部１７は、例えば、ダブルクラッドの外側のクラッドを除去し、クラッドを除去した部分に内側のクラッドよりも屈折率が高い物質を塗布することにより形成される。もちろん、これ以外の構成であってもよい。
【００３２】
励起用ＬＤ１９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２０は、制御部４０の制御に応じて励起用ＬＤ１９を駆動する。光ファイバ３０〜３４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。
【００３３】
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、Ｉ／Ｆ（Interface）４４、および、バス４５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。Ｉ／Ｆ４４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２０および可視光ＬＤ１１に供給する。バス４５は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、および、Ｉ／Ｆ４４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。なお、この実施形態では、制御部４０として、ＣＰＵ等を用いるようにしたが、本実施形態はこのような場合にのみ限定されるものではなく、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いたり、あるいはデジタル制御方式ではなく、アナログ制御方式を用いたりしてもよい。
【００３４】
なお、可視光ＬＤ１１の出力強度をＶｐ（ｍＷ）とし、減衰部１２での減衰量Ｌ（ｄＢ）とし、励起光合波器１３から主にシングルモードコアを伝播して戻ってくる戻り光の強度をＦｐ（ｍＷ）とすると、減衰部１２の減衰量および可視光ＬＤ１１の出力強度は、例えば、以下の式を満たすように設定する。
【００３５】
【数１】
2012099116.tif 000003
【数２】
2012099116.tif 000004
【００３６】
ここで、式（１）の左辺の第２項は、減衰部１２での減衰量を示し、第３項は励起光合波器１３、ＨＲ１４、ＯＣ１６、および、増幅用光ファイバ１５等のレーザ発振装置１０における損失を示している。なお、式（１）においては、レーザ発振装置１０における損失量を簡単のため１０ｄＢとしているが、これに限られず、レーザ発振装置１０の構成に伴い任意の値を取りうる。すなわち、式（１）は、可視光ＬＤ１１から出射された強度Ｖｐ（ｍＷ）の可視レーザ光が、減衰部１２およびレーザ発振装置１０において減衰された後に、加工対象物に照射された場合であっても、視認可能な強度である２μＷ以上が確保されていることを要求する式である。なお、２μＷは、加工対象や使用環境によっても異なるので、これ以外の値であってもよいことは言うまでもない。また、式（２）は、ファイバレーザ装置１が赤外レーザを照射している際の励起光合波器１３からの戻り光の強度をＦｐ（ｍＷ）とした場合に、減衰部１２における減衰後の戻り光の強度が１０ｍＷ以下であることを要求する式である。これは、戻り光によって、可視光ＬＤ１１が損傷しないための条件である。なお、設定方法としては、まず、戻り光の強度Ｆｐを実測し、可視光ＬＤ１１保護の観点から、式（２）を満たすように減衰部１２での減衰量Ｌを設定し、（１）を満たす可視光ＬＤ１１の出力を決定する。厳密には、式（１）および式（２）における減衰量Ｌは波長依存性により異なる値を取る場合が想定されるので、波長を考慮してこれらの値を検討することがより望ましい。
【００３７】
なお、式（１）を満たす強度を有する可視光ＬＤ１１が存在しない場合には、減衰部１２として、可視光は透過し、赤外光については減衰する光学フィルタ（例えば、可視光を通過帯域とし、赤外光を遮断帯域とするＬＰＦまたはＢＰＦ）を用い、式（１）と式（２）のＬが異なるようにすることで、可視光ＬＤ１１の選択の幅を広げることができる。具体的には、減衰部１２の可視光に対する減衰量をＬ１とし、赤外線を主成分とする戻り光に対する減衰量をＬ２とした場合、式（１）と式（２）は以下の式となる。
【００３８】
【数３】
2012099116.tif 000005
【数４】
2012099116.tif 000006
【００３９】
一例として、Ｌ１≒０ｄＢであり、Ｌ２≒２０ｄＢである場合には、戻り光のみを１／１００程度に減衰できるので、可視光ＬＤ１１の選択の範囲を広げることができる。
【００４０】
つぎに、第１実施形態の動作について説明する。加工対象物を加工する前の段階では、制御部４０は可視光ＬＤ１１および励起用ＬＤ１９の双方の動作を停止した状態としている。このような状態において、加工対象物が図示しない加工台に載置され、赤外レーザ光を照射する位置を決める（位置決めする）ための操作がされると（例えば、図示しない「位置決めボタン」が操作されると）、制御部４０のＣＰＵ４１がＩ／Ｆ４４を介してこの操作を検出する。ＣＰＵ４１は、プログラム４２ａに基づいて、位置決めを行うための処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ４１は、プログラム４２ａに基づいて、データ４２ｂから制御データを取得し、Ｉ／Ｆ４４によってＤ／Ａ変換した後、可視光ＬＤ１１に供給する。この結果、可視光ＬＤ１１は、例えば、赤色の可視光レーザを射出する。可視光ＬＤ１１から出射されたレーザ光は、光ファイバ３０のコアに入射され、減衰部１２で一定量だけ減衰される。減衰部１２を通過した可視光レーザは、励起光合波器１３、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ１６、および、クラッドモード除去部１７を通過し、光出力部１８から出射され、加工対象物の加工位置（赤外レーザ光が照射される位置）に照射される。
【００４１】
ここで、可視レーザ光は、赤外レーザ光と同様に光ファイバ３０〜３４および増幅用光ファイバ１５のコアを通過し、また、光ファイバ３０〜３４および増幅用光ファイバ１５のコアはシングルモードであるので、可視レーザ光と赤外レーザ光は光軸が一致しており、照射位置のずれを生じることはない。また、可視レーザ光は、ファイバレーザ装置１がシングルモードで伝播しようとする赤外レーザ光とは波長が異なるため、可視レーザ光の一部がコアからクラッドに漏れてしまうが、このようなレーザ光は、クラッドモード除去部１７を通過する際に除去されることから、クラッドを伝播する光によって焦点がぼけてしまうことなく、小さいスポット径を得ることができる。なお、可視レーザ光は、レーザ発振装置１０を通過する過程で減衰されるが、式（１）（または式（３））を満たすように設計することで、視認性を確保することができる。
【００４２】
このように、可視光ＬＤ１１から照射された可視レーザ光を、加工に先立って、加工対象物の赤外レーザ光が照射される位置に照射することにより、加工位置を正確に位置決めすることができる。
【００４３】
なお、ファイバレーザ装置１では、例えば、光ファイバのコアが不可逆的に熱変化するいわゆる「ファイバヒューズ」により、光ファイバ３０〜３４、増幅用光ファイバ１５、および、その他の光学部品が損傷を受ける場合がある。このような場合、コアの中を光が伝播しなくなるので、可視レーザ光が光出力部１８から出射されない場合には、例えば、ファイバヒューズ等が発生したと判定することができる。また、ファイバヒューズが発生した場合、ファイバヒューズの到達点付近までレーザ光は伝播し、到達点においてレーザ光が散乱される。このため、可視光が散乱される部位を特定することにより、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。
【００４４】
位置決めが完了すると、制御部４０は可視光ＬＤ１１の照射を停止する。これにより、加工対象物への可視レーザ光の照射が停止される。つづいて、加工開始の指示がなされると、ＣＰＵ４１は、照射強度に応じた励起用ＬＤ１９の駆動用データをデータ４２ｂから取得し、Ｉ／Ｆ４４に供給する。Ｉ／Ｆ４４は、供給された駆動用データをＤ／Ａ変換し、励起用ＬＤ駆動電源２０に供給する。励起用ＬＤ駆動電源２０は、Ｉ／Ｆ４４から供給された指示値に応じて、励起用ＬＤ１９を駆動する。この結果、励起用ＬＤ１９は励起光を射出し、励起光合波器１３を介して、増幅用光ファイバ１５のクラッドに導入する。これにより、ＨＲ１４、ＯＣ１６および増幅用光ファイバ１５においてレーザ共振が発生し、赤外レーザ光がＯＣ１６から射出され、クラッドモード除去部１７において残留した励起光が除去された後、光出力部１８を介して、加工対象物に照射される。ここで、赤外レーザ光が照射される位置は、可視光レーザが照射された位置と略同一であるので、所望の位置を赤外レーザによって加工することができる。なお、レーザ加工中においては、例えば、ＨＲ１４を透過した光が戻り光となるが、このような戻り光は、減衰部１２によって式（２）または式（４）を満たすように減衰されるので、可視光ＬＤ１１に入射される戻り光は、１０ｍＷ以下に保たれるため、可視光ＬＤ１１が損傷したり、短命化したりすることを防止できる。
【００４５】
赤外レーザによる加工が終了すると、ＣＰＵ４１は、励起用ＬＤ１９の駆動を停止する。これにより、ファイバレーザ装置１からの赤外レーザ光の照射が停止される。
【００４６】
以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、可視光ＬＤ１１から射出される可視レーザ光を、光ファイバのコアに導入するようにしたので、赤外レーザ光と可視レーザ光との通過経路を同じにすることで、これらを同軸とすることができ、位置決めを正確に行うことができる。
【００４７】
また、以上の第１実施形態では、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。
【００４８】
また、以上の第１実施形態では、減衰部１２を設け、戻り光を所定のレベルまで減衰させるようにしたので、戻り光による可視光ＬＤ１１の損傷を防ぐことが可能になる。さらに、戻り光の強度が低い場合には、減衰部１２として、波長依存性のない部品（例えば、光軸をずらした融着点等）を使用することで、製造コストを低減することができる。また、赤外レーザ光を選択的に減衰する光学フィルタを用いるようにすれば、ファイバレーザ装置１の出力強度が高い場合であっても、可視光ＬＤ１１の選択範囲を広げることができる。
【００４９】
（Ｂ）第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。なお、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あるので、その説明を省略する。図３に示す第２実施形態に係るファイバレーザ装置１Ａでは、図１の場合と比較すると、レーザ発振装置１０の後段にレーザ増幅装置５０が追加されている。それ以外の構成は図１の場合と同様である。ここで、レーザ増幅装置５０は、励起光合波器５１、増幅用光ファイバ５２、励起用ＬＤ５５、および、励起用ＬＤ駆動電源５６を有しており、レーザ発振装置１０から出射されたレーザ光を信号光としてコアに入力するとともに、励起用ＬＤ５５から出射された励起光をクラッドに入射し、増幅用光ファイバ５２において信号光を増幅し、クラッドモード除去部１７において励起光を除去した後、光出力部１８を介して出力する。制御部４０は、励起用ＬＤ駆動電源２０，５６を制御することで所望の強度の光出力を得る。
【００５０】
なお、第２実施形態では、可視光ＬＤ１１から出力される可視レーザ光は、レーザ発振装置１０だけでなく、レーザ増幅装置５０においても減衰される。このため、前述した、式（１）および式（３）は、以下の式（５）および式（６）に示すように、左辺の第２項の指数部が、一例として、（−１０／１０）から（−２０／１０）に変化する。もちろん、レーザ増幅装置５０の構成等によっては、これ以外の値となることはいうまでもない。
【００５１】
【数５】
2012099116.tif 000007
【数６】
2012099116.tif 000008
【００５２】
なお、第２実施形態の動作は、上述した式（５），（６）が異なる点、および、赤外レーザ光がレーザ増幅装置５０において増幅される点以外は、第１実施形態と同様である。第２実施形態では、可視光ＬＤ１１から射出された可視レーザ光は、光ファイバ３０のコアに導入され、減衰部１２によって減衰された後、光ファイバ３１および励起光合波器１３を介して増幅用光ファイバ１５のコアに導入される。増幅用光ファイバ１５のコアから出射された可視レーザ光は、励起光合波器５１および増幅用光ファイバ５２を介してクラッドモード除去部１７によってクラッドに漏れた光が除去された後、光ファイバ３４のコアを介して光出力部１８から加工対象に向けて出射される。
【００５３】
以上に説明した第２実施形態に係るファイバレーザ装置１Ａによれば、第１実施形態の場合と同様に、可視レーザ光を光ファイバ３０，３１を介して増幅用光ファイバ１５のコアに導くことにより、赤外レーザと可視レーザ光との通過経路を一致させ、光軸を一致させることができる。これにより、可視レーザ光の照射位置を参照することで、赤外レーザが照射される位置を正確に知ることができる。このため、加工の位置決めを正確に行うことができる。また、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた可視レーザ光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。さらに、減衰部１２を設け、戻り光を所定のレベルまで減衰させるようにしたので、戻り光による可視光ＬＤ１１の損傷を防ぐことが可能になる。なお、減衰部１２として、波長依存性のない部品または波長依存性のある部品を使用することが可能であることは、前述したとおりである。
【００５４】
（Ｃ）第３実施形態
図４は、本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。なお、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あるので、その説明を省略する。図４に示す第３実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｂでは、図１の場合と比較すると、可視光ＬＤ１１が終端部１１Ａに置換され、減衰部１２が除外されている。また、可視光ＬＤ７０が新たに追加され、可視光ＬＤ７０の出力光が励起光合波器１３の励起光導入用ファイバ７１（請求項中「導入部」に対応）に入力されている。可視光ＬＤ７０は、制御部４０によって制御される。なお、これ以外の構成は、図１の場合と同様である。
【００５５】
ここで、終端部１１Ａは、例えば、種光を発生する種光源、漏れ光を検出するＰＤ（Photo Diode）、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。可視光ＬＤ７０は、可視光ＬＤ１１と同様に、例えば、可視光である赤色のレーザ光を射出するレーザダイオードである。励起光導入用ファイバ７１は、励起光合波器１３が有する複数の励起光導入用ファイバのひとつであり、この励起光導入用ファイバを介して増幅用光ファイバ１５のクラッドに、励起光が導入される。
【００５６】
図４の例では、可視光ＬＤ７０から出射された可視レーザ光は、励起光合波器１３の励起光導入用ファイバ７１に導入され、励起光合波器１３によって光ファイバ３２のクラッドに導入される。クラッドに導入された可視レーザ光の一部は、例えば、融着点等の伝播モードに擾乱を与える箇所でコア伝播モードに移行することによってコアに導入され、コアを伝播するコア光となる。すなわち、赤外レーザ光と同軸の光となる。クラッドモード除去部１７では、クラッドに残存している可視レーザ光が除去され、光出力部１８を介して加工対象物に対して照射される。
【００５７】
第３実施形態では、可視レーザ光を励起光合波器１３から光ファイバ３２のクラッドに導入するため、光ファイバ３０上には可視光ＬＤへの戻り光を抑制するための減衰部１２は設けなくてもよい。この場合、式（１）および式（２）において、減衰部１２の減衰量Ｌは、上述のように、可視光ＬＤ７０の出力ファイバのコアから出力された可視レーザ光が、励起光合波器１３の励起光導入用ファイバ７１を経て光ファイバ３２のコアに結合される際の損失値によって設定される。
【００５８】
このように、図４に示す第３実施形態では、励起光合波器１３によって増幅用光ファイバ１５のクラッドに可視レーザ光が導入され、増幅用光ファイバ１５のクラッドを伝播する際に、その一部がコアに導入されたコア光となり、赤外レーザ光と同軸の光となって、加工対象物に照射される。なお、これ以外の動作は、前述した図１の場合と同様である。
【００５９】
以上に説明した第３実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｂによれば、励起光合波器１３によってクラッドに導入された光を、伝播する際にその一部をコアに導入する。これにより、第１実施形態の場合と同様に、赤外レーザと可視レーザ光との通過経路を一致させ、光軸を一致させることで、赤外レーザが照射される位置を正確に知ることができる。このため、加工の位置決めを正確に行うことができる。また、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。
【００６０】
また、第３実施形態では、可視光ＬＤ７０は、コアに直接接続されないことから、戻り光の影響を少なくすることができる。すなわち、可視光ＬＤ７０のレーザ光を射出面は、励起光合波器１３によって光ファイバ３０のクラッドに接続されるため、主にコアを伝播する戻り光が可視光ＬＤ７０に入射されることを防ぐことができる。なお、可視レーザ光波長を透過し赤外レーザ波長をカットするようなフィルタ等を、励起光導入用ファイバ７１に挿入して、より確実に可視光ＬＤ７０に戻り光が入るのを防ぐようにしてもよい。この場合は、式（３）と式（４）において、Ｌ１を、可視レーザ光波長における、可視光ＬＤ７０の出力ファイバのコアから励起光合波器１３の励起光導入用ファイバ７１を経て光ファイバ３２のコアに結合する際の損失として、Ｌ２を、赤外レーザ光波長における同様の損失として、それぞれ定めればよい。
【００６１】
なお、図３に示す例では、励起光合波器１３と可視光ＬＤ７０とは直接接続される形態としたが、例えば、図１の場合と同様に、励起光合波器１３と可視光ＬＤ７０との間に減衰部１２を設ける構成としてもよいことは言うまでもない。
【００６２】
（Ｄ）第４実施形態
図５は、本発明の第４実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図４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５に示す第４実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｃでは、図４の場合と比較すると、可視光ＬＤ７０が除外され、可視光ＬＤ７５が新たに付加されている。また、レーザ発振装置１０の後段に、レーザ増幅装置５０Ａが付加されている。これら以外の構成は、図４の場合と同様である。
【００６３】
図５の例では、可視光ＬＤ７５から出射された可視レーザ光は、励起光合波器５１の励起光導入用ファイバ７６に導入される。励起光導入用ファイバ７６に導入された可視レーザ光は、励起光合波器５１によって増幅用光ファイバ５２のクラッドに導入される。クラッドに導入された可視レーザ光の一部は、例えば、融着点等の伝播モードに擾乱を与える箇所でコア伝播モードに移行することによってコアに導入され、コアを伝播するコア光となる。クラッドモード除去部１７では、クラッドに残存している可視レーザ光が除去され、光出力部１８を介して加工対象物に対して照射される。なお、励起光導入用ファイバ７６は、図４の場合と同様に、励起光合波器５１が有する複数の励起光導入用ファイバのひとつであり、増幅用光ファイバ５２のクラッドに励起光を導入する役割を有している。
【００６４】
第４実施形態では、減衰部１２が存在しないので、式（２）および式（５）において、減衰部１２の減衰量Ｌに係る左辺の第２項が存在しない式を満たすように設定すればよい。
【００６５】
なお、図５に示す第４実施形態では、可視レーザ光が励起光合波器５１に導入される以外の動作は、前述した図４の場合と同様であるので、その説明は省略する。
【００６６】
以上に説明した第４実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｃによれば、励起光合波器５１によって増幅用光ファイバ５２のクラッドに導入された光を、伝播する最中にその一部をコアに導入する。これにより、第１実施形態の場合と同様に、赤外レーザと可視レーザ光との通過経路を一致させ、光軸を一致させることができる。これにより、赤外レーザ光と可視レーザ光の照射位置を一致させることで、赤外レーザが照射される位置を正確に知ることができるので、加工の位置決めを正確に行うことができる。また、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。
【００６７】
また、第４実施形態では、第３実施形態の場合と同様に、可視光ＬＤ７５は、コアに直接接続されないことから、戻り光による影響を少なくすることができる。すなわち、可視光ＬＤ７５のレーザ光を射出する部分は、励起光合波器５１によって増幅用光ファイバ５２のクラッドに接続されるため、主にコアを伝播する戻り光が可視光ＬＤ７５に入射されることを防ぐことができる。
【００６８】
なお、図５に示す例では、励起光合波器５１と可視光ＬＤ７５とは励起光導入用ファイバ７６を介して直接接続される形態としたが、例えば、図１の場合と同様に、励起光合波器５１と可視光ＬＤ７５との間に減衰部１２を設ける構成としてもよいことは言うまでもない。
【００６９】
（Ｅ）第５実施形態
図６は、本発明の第５実施形態の構成例を示す図である。図６に示す第５実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｄは、制御部４０、ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎ、可視光ＬＤ８１、ファイバレーザ合波部８２、光ファイバ８３，８５、クラッドモード除去部８４、および、光出力部８６を主要な構成要素としている。
【００７０】
ここで、制御部４０は、図２と同様の構成とされており、装置の各部を制御する。ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎ（ｎは、例えば、１以上の自然数）は、図１，３〜５に示すファイバレーザ装置のうち、可視レーザ光に関する部分を除外したファイバレーザ装置によって構成される。すなわち、各ファイバレーザ部は、レーザ発振装置単体、または、レーザ発振装置と１または複数のレーザ増幅装置との組み合わせとして構成される。具体的には、第１実施形態の場合では、図１において、可視光ＬＤ１１および減衰部１２を除外した構成とされる。なお、本実施形態においては、ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎは複数のファイバレーザ装置からなるものを示しているが、ファイバレーザ合波部８２にファイバレーザ部８０−１と可視光ＬＤ８１のみを接続するようにしてもよい（すなわち、８０−２〜８０−ｎは接続しない）。
【００７１】
いずれの場合においても、ファイバレーザ合波部８２には、ファイバレーザ部８０−１（あるいは８０−１〜８０−ｎ）および可視光ＬＤ８１からなる、接続されるデバイスの総数に応じた入力部が２つ以上あればよい。また、接続されるデバイスの総数に対して入力部の数に余剰分を設けるようにして、各入力部に戻り光を分散させることで、各入力部への戻り光のレベルを入力部の数の逆数分にまで低減することができる。この場合、各余剰の入力部には、そこから出射する戻り光を熱変換したのちに放熱処理する構造を設けても良い。
【００７２】
可視光ＬＤ８１は、例えば、可視光である赤色レーザ光を発生して出力する。ファイバレーザ合波部８２は、ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎから出射される赤外レーザ光を合波し、光ファイバ８３のコアに導入するとともに、可視光ＬＤ８１から出射される可視レーザ光を光ファイバ８３のコアに導入する。
【００７３】
光ファイバ８３，８５は、例えば、シングルモードコアまたはマルチモードコアの光ファイバによって構成され、ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎから出射され、ファイバレーザ合波部８２によって合波された赤外レーザをそのコアを伝播させるとともに、可視光ＬＤ８１から出射された可視レーザ光を同様にコアを伝播させる。
【００７４】
クラッドモード除去部８４は、クラッドを伝播する光を除去する。光出力部８６は、クラッドモード除去部８４によってクラッド光が除去された赤外レーザ光、または、可視レーザ光を加工対象に対して集光する。
【００７５】
つぎに、第５実施形態の動作について説明する。第５実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｄにおいて、加工対象物が図示せぬ加工台に載置され、制御部４０に対して位置決めをするための操作がなされると、制御部４０は可視光ＬＤ８１を駆動して、可視レーザ光を射出させる。可視光ＬＤ８１から射出された可視レーザ光は、ファイバレーザ合波部８２において、光ファイバ８３のコアに導入される。コアに導入された可視レーザ光の一部は、コアからクラッドに漏れるが、クラッドモード除去部８４を通過する際に、クラッドに漏れた光は除去され、光ファイバ８５を介して光出力部８６から加工対象に対して照射される。可視光ＬＤ８１から出射された可視レーザ光は、ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎから出射される赤外レーザ光と同一の経路を通過し、光軸が一致していることから、赤外レーザ光と同じ位置に照射される。このため、可視レーザ光の照射されている位置を参照することにより、加工対象物の加工位置を正確に位置決めすることができる。
【００７６】
位置決めが完了すると、制御部４０は、可視光ＬＤ８１の駆動を停止するとともに、ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎを駆動して、赤外レーザ光を射出させる。ファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎから出射された赤外レーザ光は、ファイバレーザ合波部８２において合波された後、光ファイバ８３のコアに導入される。クラッドモード除去部８４は、クラッドに残留する残留光を除去し、光ファイバ８５を介して、光出力部８６から出力する。赤外レーザ光は、可視レーザ光と同じ位置に照射され、加工対象物の目的となる位置を正確に加工することができる。
【００７７】
以上に説明するように、第５実施形態によれば、複数のファイバレーザ部８０−１〜８０−ｎから射出される赤外レーザ光と、可視レーザ光の光軸を一致させることにより正確に位置決めをすることができる。また、可視レーザ光をファイバレーザ合波部８２によりコアに導入することにより、戻り光の影響を少なくすることができる。すなわち、第１実施形態の場合のように、ＨＲ１４の前段（図の左側）に配置する場合、ＨＲ１４はレーザ光の９９％は反射するものの、１％程度は通過させる。レーザ発振装置１０の出力が、例えば、１ｋＷ程度ある場合には、１０Ｗ程度の光がＨＲ１４から漏れ光として出力されることになる。しかし、第５実施形態では、そのような漏れ光は存在しないことから、可視光ＬＤ８１の選択範囲を広げることができる。また、ファイバレーザ合波部８２は、加工対象物から反射された戻り光についてはｎ分割して出力することから、戻り光を実質的に減衰する効果を有する。このため、そのような観点からも、可視光ＬＤ８１の選択範囲を広げることができる。
【００７８】
なお、以上の第５実施形態では、ファイバレーザ合波部８２の未使用の入力端に可視光ＬＤ８１を直接接続するようにしたが、図７に示すように、波長選択合分波素子１１２を介して入力端に接続するようにしてもよい。ここで、波長選択合分波素子１１２は、図１０に示すような構成を有しており、４つの端子Ｔ１〜Ｔ４を有し、端子Ｔ２が可視光ＬＤ８１に接続され、端子Ｔ３がファイバレーザ合波部８２の未使用の入力端に接続され、端子Ｔ１，Ｔ４が開放端とされる。
【００７９】
波長選択合分波素子１１２は、端子Ｔ３とＴ２の間で可視光の波長域に対して１．８ｄＢの結合損失を有するとともに、不可視レーザ光の波長域に対しては１８ｄＢ程度の結合損失を有している。また、この場合において端子Ｔ３とＴ１の間では、不可視レーザ光の波長域に対して０．１８ｄＢ程度の結合損失を有している。このようにすることで、可視光ＬＤ８１から出力された可視レーザ光をファイバレーザ光合部８２の入力端に効率よく結合させるとともに、ファイバレーザ合波部８２の入力端を逆方向に伝播する戻り光のうち、不可視光に対しては、端子Ｔ３−Ｔ２間の損失により、端子Ｔ２に伝搬する光パワーのほとんどを遮断し、端子Ｔ１側に伝搬させることによって、戻り光による可視光ＬＤ８１の破損を防止することができる。また、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ２と、そこに接続される可視光ＬＤ８１との間には、可視光の波長域を透過し、不可視レーザ光の波長域を選択的に減衰させる波長選択フィルタを配置しても良い。例えば、不可視レーザ光の波長域における減衰率を３０ｄＢとすれば、波長選択合分波素子１１２の当該波長域における結合損失とあわせて４８ｄＢの減衰率となるため、可視光ＬＤ８１に戻る不可視レーザ光を、更によく遮断することができる。
【００８０】
なお、図７の例では、未使用の入力端に波長選択合分波素子１１２を接続しているが、ファイバレーザ部が接続されている入力端に波長選択合分波素子１１２を設けるようにしてもよい。図８は、波長選択合分波素子１１２をファイバレーザ部８０−２と、ファイバレーザ合波部８２の入力端との間に設けた変形実施形態を示している。この図に示す変形実施形態では、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１はファイバレーザ部８０−２の出力端に接続され、端子Ｔ２は可視光ＬＤ８１に接続され、端子Ｔ３がファイバレーザ合波部８２の入力端に接続され、端子Ｔ４は開放端とされている。
【００８１】
図８に示すような変形実施形態では、ファイバレーザ部８０−２から出力された不可視レーザ光は、殆ど損失なく（０．１８ｄＢ程度の損失で）ファイバレーザ合波部８２に入力される。また、端子Ｔ２とＴ３間の可視レーザ光に対する結合損失は１．８ｄＢ程度であるので、可視光ＬＤ８１から出力された可視レーザ光を殆ど損失なく、ファイバレーザ合波部８２に導くことができる。さらに、ファイバレーザ合波部８２の入力端を逆方向に伝播する戻り光のうち、不可視光に対しては、端子Ｔ３−Ｔ２間の損失により、端子Ｔ２に伝搬する光パワーの殆どを遮断し、端子Ｔ１側に伝搬させることによって、可視光ＬＤ８１の戻り光による破損を防止することができる。なお、図８に示す例では、ファイバレーザ部８０−２の出力側に波長選択合分波素子１１２を設けるようにしたが、ファイバレーザ部８０−２以外の出力側に設けるようにしてもよい。また、図７の例では、ファイバレーザ部８０−２の出力端だけに設けるようにしたが、２つ以上のファイバレーザ部の出力端に、波長選択合分波素子１１２と可視光ＬＤ８１を設けるようにしてもよい。
【００８２】
なお、図７と図８の実施形態を比較すると、図７の構成では、波長選択合分波素子１１２にファイバレーザ部からの不可視レーザ光が入射されないので、波長選択合分波素子１１２に要求されるパワー耐性を緩和することができる。
【００８３】
（Ｋ）第６実施形態
図９は、本発明の第６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６実施形態に係るファイバレーザ装置１は、波長選択合分波素子１１２（請求項中「導入部」に対応）、励起光合波器１３、ＨＲ（High Reflector）１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ（Output Coupler）１６、クラッドモード除去部１７、光出力部１８、フィルタ１１９、可視光ＬＤ１１（請求項中「可視レーザ光源」に対応）、励起用ＬＤ（Laser Diode）１９、励起用ＬＤ駆動電源２０、光ファイバ３０〜３３、光ファイバ３４（請求項中「出力用光ファイバ」に対応）、および、制御部４０（請求項中「駆動部」に対応）を主要な構成要素としている。なお、励起光合波器１３、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、および、ＯＣ１６は、レーザ発振装置１０の主要な構成要素である。
【００８４】
ここで、可視光ＬＤ１１は、例えば、可視光である、例えば、波長６３８ｎｍの赤色レーザ光を発生するレーザダイオードによって構成されている。また、可視光ＬＤ１１としては、本実施形態のように赤色に限られず、可視光であれば、視認性を考慮して緑色のもの等を用いても構わない。フィルタ１１９は、可視光ＬＤ１１から出力される可視光を透過し、不可視レーザ光を照射中に、波長選択合分波素子１１２からコアを逆方向に伝播してきた戻り光を減衰する光学フィルタ（例えば、可視光を通過帯域とし、赤外光を遮断帯域とするＳＷＰＦ（Short Wavelength Pass Filter）またはＢＰＦ（Band Pass Filter））によって構成される。
【００８５】
波長選択合分波素子１１２は、光ファイバ３０から入射される光と、フィルタ１１９から入射される光を合波して光ファイバ３１へ出射するとともに、光ファイバ３１を逆方向に伝播する戻り光を波長に応じて分波し、可視光はフィルタ１１９側に出射し、不可視光は光ファイバ３０側に出射する。
【００８６】
ここで、不可視光は、後述する不可視レーザ光波長（１０８０ｎｍ）から主に構成される。また、その他にも、不可視レーザ光によって約６０ｎｍ長波側に発生するラマン散乱光や、不可視レーザ光波長に近接して発生するブリユアン散乱光を含んでも良い。
【００８７】
より具体的には、図７を参照して説明したように、波長選択合分波素子１１２は、端子Ｔ３とＴ２の間で可視光の波長域に対して１．８ｄＢの結合損失を有するとともに、不可視レーザ光の波長域に対しては４８ｄＢ程度の結合損失を有している。また、この場合において端子Ｔ３とＴ１の間では、不可視レーザ光の波長域に対して０．１８ｄＢ程度の結合損失を有している。このようにすることで、ＬＤ１１から出力された可視レーザ光を光出力部１８側に効率よく結合させるとともに、光ファイバ３１を逆方向に伝播する戻り光のうち、不可視光に対しては、端子Ｔ３−Ｔ２間の損失により、Ｔ２に伝搬する光パワーのほとんどを遮断し、端子Ｔ１側に伝搬させることによって、可視光ＬＤ１１の戻り光による破損を防止することができる。
【００８８】
なお、光ファイバ３０の波長選択合分波素子１１２からさらに前段の終端部（図９の光ファイバ３０の最左端）に、当該光ファイバ端からの光出力がアルミニウム（Ａｌ）などの金属部材に入射することによって、入射光を熱変換する熱変換部を接続し、同熱変換部に入射した高出力の不可視レーザ光の戻り光を熱変換したのちに放熱するように構成しても良い。なお、熱変換部としては、前述したものの他に、例えば、光ファイバ端付近に軸ずれ融着部を設け、そこからの漏れ光を金属部材等に伝達して熱変換するものを用いても良い。
【００８９】
図１０は波長選択合分波素子１１２の構成例を示す図である。この図に示すように、波長選択合分波素子１１２は、２本の光ファイバ１２１，１２２によって構成されている。本実施形態において、２本の光ファイバ１２１，１２２は、それぞれカットオフ波長９２０±５０ｎｍのほぼ同一特性のファイバを使用している。この光ファイバは、不可視レーザ光の波長帯域においてはシングルモードであるが、可視レーザ光については光出力部１８において視認可能な程度に結合すれば良いので、それに限られない。無論、光ファイバ１２２が可視レーザ光の波長帯域においてシングルモードとなるような異なるファイバを用いても良い。２本の光ファイバ１２１，１２２は、クラッド１２１ａ，１２２ａの一部が溶融して結合され、コア１２１ｂ，１２２ｂが長さＬの長さに渡って溶着されている。ここで、端子Ｔ１（請求項中「他方の入力端子」に対応）は光ファイバ３０に接続され、端子Ｔ２（請求項中「一方の入力端子」に対応）はフィルタ１１９に接続され、端子Ｔ３（請求項中「出力端子」に対応）は光ファイバ３１に接続され、端子Ｔ４は無反射端とされている。このような波長選択合分波素子１１２では、コア１２１ｂ，１２２ｂの間でモード結合が生じ、コア１２１ｂ，１２２ｂの間でエネルギーの移送が生じる。このとき、コア１２１ｂ，１２２ｂ同士の距離および接近している長さ等により、分岐比の波長依存性が決定される。図９の例では、端子Ｔ２―Ｔ３間において、コア１２２ｂとコア１２１ｂの間で可視光（波長λ１）波長域のモード結合が支配的になるため、端子Ｔ２から入射される可視光（波長λ１）は、比較的低損失で端子Ｔ３から出射される。また、端子Ｔ２−Ｔ３間では、不可視レーザ光（波長λ２；λ２≠λ１・本実施形態ではλ２＞λ１）の波長域におけるモード結合を抑圧しているため、端子Ｔ３から入射された戻り光はそのほとんどが端子Ｔ１側に出射され、端子Ｔ２側に出射される戻り光は減衰される。なお、コア１２２ｂを図の左から右へ伝播される光は、端子Ｔ４から外部へ出力される。端子Ｔ４は、不要な光が戻らないように無反射端としてもよい。
【００９０】
波長選択合分波素子１１２の不可視光における結合特性としては、前述のように不可視レーザ光波長において定めても良いし、散乱光波長も含む不可視光波長域についても同等の特性を有するようにしてもよい。そのようにすることで、より可視光ＬＤ１１の破損防止効果を高めることができる。
【００９１】
なお、以下、各実施形態において、フィルタ１１９は、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１のコア１２２ｂに直接結合されてもよいし、出力用光ファイバを有するピグテール型の形態として、出力用光ファイバのコアと端子Ｔ１のコア１２２ｂを接続させてもよい。なお、ピグテール型の形態をなす場合は、出力用光ファイバをシングルモード光ファイバとすることもできる。
【００９２】
励起光合波器１３は、例えば、ＴＦＢ（Tapered Fiber Bundle）等によって構成され、励起用ＬＤ１９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、高反射ファイバグレーティング（ＦＢＧ）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からのレーザ光を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添加されたシングルモードコアを有するＤＣＦ（Double Clad Fiber）によって構成され、コアに添加されたイオンを外部から導入した励起光で励起することで、例えば、１０８０ｎｍの赤外レーザ光を発振して出力する。なお、本実施形態におけるＤＣＦは、前述したシングルモードコアの外部にクラッドが２層形成されており、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が、コアはシングルモードには限られず、マルチモード（例えば、基本モードと数個程度の低次モードを伝播するような）コアであっても良い。
【００９３】
ＯＣ１６は、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からのレーザ光の一部（例えば、１０％）を通過させるとともに、残りを反射する。なお、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、および、ＯＣ１６によって光ファイバ共振器が構成される。
【００９４】
クラッドモード除去部１７は、光ファイバ３３のクラッドを伝播する光を除去する。クラッドモード除去部１７は、例えば、ダブルクラッドの外側のクラッドを除去し、クラッドを除去した部分に内側のクラッドよりも屈折率が高い物質を塗布することにより形成される。もちろん、これ以外の構成であってもよい。
【００９５】
励起用ＬＤ１９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２０は、制御部４０の制御に応じて励起用ＬＤ１９を駆動する。光ファイバ３０〜３４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。
【００９６】
制御部４０は、図２と同様の構成とされている。
【００９７】
なお、光出力部１８から出力される可視光の出力強度は、視認性を確保するために、例えば、２μＷ程度以上が良い。なお、レーザ使用時の可視光の視認を容易にするためには、２μＷ以上となるように可視光ＬＤ１１の出力を設定することが望ましい。すなわち、可視光ＬＤ１１から出射された可視レーザ光は、レーザ発振装置１０において減衰された後に、加工対象物に照射されるが、減衰後であっても視認可能な強度である２μＷ以上が確保されるように設定される。また、ファイバレーザ装置１が赤外レーザを照射している際の可視光ＬＤ１１に入射される戻り光の強度は、可視光ＬＤ１１の損傷や短命化を防ぐために、例えば、１０ｍＷ以下になるように波長選択合分波素子１１２の特性や、フィルタ１１９の特性を設定することが望ましい。
【００９８】
つぎに、第６実施形態の動作について説明する。加工対象物を加工する前の段階では、制御部４０は可視光ＬＤ１１および励起用ＬＤ１９の双方の動作を停止した状態としている。このような状態において、加工対象物が図示しない加工台に載置され、赤外レーザ光を照射する位置を決める（位置決めする）ための操作がされると（例えば、図示しない「位置決めボタン」が操作されると）、制御部４０のＣＰＵ４１がＩ／Ｆ４４を介してこの操作を検出する。ＣＰＵ４１は、プログラム４２ａに基づいて、位置決めを行うための処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ４１は、プログラム４２ａに基づいて、データ４２ｂから制御データを取得し、Ｉ／Ｆ４４によってＤ／Ａ変換した後、可視光ＬＤ１１に供給する。この結果、可視光ＬＤ１１は、例えば、赤色の可視レーザ光を射出する。可視光ＬＤ１１から出射されたレーザ光は、フィルタ１１９を介して波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１に入射される。波長選択合分波素子１１２では、端子Ｔ１に入射された可視レーザ光が、コア１２２ｂの融着されている部分においてコア１２１ｂに移送される。コア１２１ｂに移送された可視レーザ光は、端子Ｔ３から出力される。端子Ｔ３から出力された可視レーザ光は、励起光合波器１３、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ１６、および、クラッドモード除去部１７を通過し、光出力部１８から出射され、加工対象物の加工位置（赤外レーザ光が照射される位置）に照射される。
【００９９】
ここで、可視レーザ光は、赤外レーザ光と同様に光ファイバ３１〜３４および増幅用光ファイバ１５のコアを通過する。ここで、光ファイバ３１〜３４および増幅用光ファイバ１５のコアはシングルモードであるので、可視レーザ光と赤外レーザ光は光軸が一致しており、照射位置のずれが生じることはない。また、可視レーザ光は、ファイバレーザ装置１がシングルモードで伝播しようとする赤外レーザ光とは波長が異なるため、可視レーザ光の一部がコアからクラッドに漏れたり、融着点においてコアからクラッドに漏れたりする成分が存在するが、このようなレーザ光は、クラッドモード除去部１７を通過する際に除去されることから、クラッドを伝播する光によって焦点がぼけてしまうことなく、小さいスポット径を得ることができる。なお、可視レーザ光は、レーザ発振装置１０を通過する過程で減衰されるが、前述したように、出力光の強度が２μＷ以上となるように設定することで、視認性を確保することができる。
【０１００】
このように、可視光ＬＤ１１から照射された可視レーザ光を、加工に先立って、加工対象物の赤外レーザ光が照射される位置に照射することにより、加工位置を正確に位置決めすることができる。
【０１０１】
なお、ファイバレーザ装置１では、例えば、光ファイバのコアが不可逆的に熱変化するいわゆる「ファイバヒューズ」により、光ファイバ３０〜３４、増幅用光ファイバ１５、および、その他の光学部品が損傷を受ける場合がある。このような場合、コアの中を光が伝播しなくなるので、可視レーザ光が光出力部１８から出射されない場合には、例えば、ファイバヒューズ等が発生したと判定することができる。また、ファイバヒューズが発生した場合、ファイバヒューズの到達点付近までレーザ光は伝播し、到達点においてレーザ光が散乱される。このため、可視光が散乱される部位を特定することにより、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。
【０１０２】
位置決めが完了すると、制御部４０は可視光ＬＤ１１の照射を停止する。これにより、加工対象物への可視レーザ光の照射が停止される。なお、可視レーザ光の照射を停止せずに、加工対象物への赤外レーザ光の照射を実施し、加工を開始してもよい。つづいて、加工開始の指示がなされると、ＣＰＵ４１は、照射強度に応じた励起用ＬＤ１９の駆動用データをデータ４２ｂから取得し、Ｉ／Ｆ４４に供給する。Ｉ／Ｆ４４は、供給された駆動用データをＤ／Ａ変換し、励起用ＬＤ駆動電源２０に供給する。励起用ＬＤ駆動電源２０は、Ｉ／Ｆ４４から供給された指示値に応じて、励起用ＬＤ１９を駆動する。この結果、励起用ＬＤ１９は励起光を射出し、励起光合波器１３を介して、増幅用光ファイバ１５のクラッドに導入する。これにより、ＨＲ１４、ＯＣ１６および増幅用光ファイバ１５においてレーザ発振が起こり、赤外レーザ光がＯＣ１６から射出され、クラッドモード除去部１７において残留した励起光が除去された後、光出力部１８を介して、加工対象物に照射される。ここで、赤外レーザ光が照射される位置は、可視レーザ光が照射された位置と略同一であるので、所望の位置を赤外レーザによって加工することができる。なお、レーザ加工中においては、例えば、ＨＲ１４を透過した光が戻り光となるが、このような戻り光は、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ３から入射され、大部分が端子Ｔ１に出射され、端子Ｔ２側には殆ど出射されない。これにより、可視光ＬＤ１１に入射される戻り光は、１０ｍＷ以下に保たれるため、可視光ＬＤ１１が損傷したり、短命化したりすることを防止できる。
【０１０３】
赤外レーザによる加工が終了すると、ＣＰＵ４１は、励起用ＬＤ１９の駆動を停止する。これにより、ファイバレーザ装置１からの赤外レーザ光の照射が停止される。
【０１０４】
以上に説明したように、本発明の第６実施形態によれば、可視光ＬＤ１１から射出される可視レーザ光を、光ファイバのコアに導入するようにしたので、赤外レーザ光と可視レーザ光との通過経路を同じにすることで、これらを同軸にすることができ、位置決めを正確に行うことができる。
【０１０５】
また、以上の第６実施形態では、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。
【０１０６】
また、以上の第６実施形態では、波長選択合分波素子１１２を設け、加工時において可視光ＬＤ１１側に出射される戻り光の強度を所定のレベルまで減衰させるようにしたので、戻り光による可視光ＬＤ１１の損傷または短命化を防ぐことが可能になる。また、波長選択合分波素子１１２として、光ファイバ溶融型を用いるようにしたので、ファイバのコアへ可視レーザ光を容易に導入することができる。さらに、波長選択合分波素子１１２と可視光ＬＤ１１の間にフィルタ１１９を設けるようにしたので、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ２から戻り光が出力された場合であっても、戻り光の強度を減衰させ、可視光ＬＤ１１の損傷または短命化を防ぐことが可能になる。
【０１０７】
（Ｌ）第７実施形態
図１１は、本発明の第７実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、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１１に示す第７実施形態に係るファイバレーザ装置１Ａでは、図９の場合と比較すると、レーザ発振装置１０の後段にレーザ増幅装置５０が追加されている。それ以外の構成は図９の場合と同様である。ここで、レーザ増幅装置５０は、励起光合波器５１、増幅用光ファイバ５２、励起用ＬＤ５５、および、励起用ＬＤ駆動電源５６を有しており、レーザ発振装置１０から出射された不可視レーザ光を信号光としてコアに入力するとともに、励起用ＬＤ５５から出射された励起光をクラッドに入射し、増幅用光ファイバ５２において信号光を増幅し、クラッドモード除去部１７において励起光を除去した後、光出力部１８を介して出力する。制御部４０は、励起用ＬＤ駆動電源２０，５６を制御することで所望の強度の光出力を得る。
【０１０８】
なお、第７実施形態では、可視光ＬＤ１１から出力される可視レーザ光は、レーザ発振装置１０だけでなく、レーザ増幅装置５０においても減衰される。このため、レーザ増幅装置５０を通過した後の可視レーザ光の強度が２μＷ以上になるように設定する必要がある。フィルタ１９から可視光ＬＤ１１に入射される戻り光が１０ｍＷ以下になるように設定する必要があることは第６実施形態の場合と同様である。
【０１０９】
第７実施形態の動作は、赤外レーザ光がレーザ増幅装置５０において増幅される点以外は、第６実施形態と同様である。第７実施形態では、可視光ＬＤ１１から射出された可視レーザ光は、フィルタ１１９を介して波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ２に入射され、光ファイバ３１および励起光合波器１３を介して増幅用光ファイバ１５のコアに導入される。増幅用光ファイバ１５のコアから出射された可視レーザ光は、励起光合波器５１および増幅用光ファイバ５２を介してクラッドモード除去部１７によってクラッドに漏れた光が除去された後、光ファイバ３４のコアを介して光出力部１８から加工対象に向けて出射される。
【０１１０】
以上に説明した第７実施形態に係るファイバレーザ装置１Ａによれば、第６実施形態の場合と同様に、光ファイバ３１を介して増幅用光ファイバ１５のコアに可視レーザ光を導くことにより、赤外レーザと可視レーザ光との通過経路を一致させ、光軸を一致させることができる。これにより、可視レーザ光の照射位置を参照することで、赤外レーザが照射される位置を正確に知ることができる。このため、加工の位置決めを正確に行うことができる。また、波長選択合分波素子１１２を設けて可視レーザ光をコアに導入するようにしたので、戻り光が可視光ＬＤ１１に入射されて破損または短命化することを防止できる。また、可視光ＬＤ１１と波長選択合分波素子１１２の間にフィルタ１１９を設けて、戻り光を選択的に減衰するようにしたので、可視レーザ光の強度を落とすことなく、戻り光の強度を減衰させることができる。また、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた可視レーザ光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。
【０１１１】
（Ｍ）第８実施形態
図１２は、本発明の第８実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１１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８実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｂでは、図１１の場合と比較すると、波長選択合分波素子１１２が励起光合波器１３の前段から、ＯＣ１６と励起光合波器５１の間に移動されている。それ以外の構成は、図１１の場合と同様である。
【０１１２】
第８実施形態の動作について説明する。可視光ＬＤ１１から出射された可視レーザ光は、端子Ｔ２からコア１２２ｂに入射され、融着部でコア１２１ｂに移送され、端子Ｔ３から出射される。端子Ｔ３から出射された可視レーザ光は、励起光合波器５１、増幅用光ファイバ５２、クラッドモード除去部１７、および、光出力部１８を介して加工対象物に照射される。このようにして加工対象物に照射される可視レーザ光の位置を参照することで、赤外レーザ光が照射される位置を合わせることができる。
【０１１３】
位置合わせが完了すると、赤外レーザ光の照射が開始される。赤外レーザの照射が開始されると、ＯＣ１６から出射された赤外レーザ光は、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１に入射され、コア１２１ｂを伝播して端子Ｔ３から出射され、励起光合波器５１に入射される。なお、このとき、ごく僅かな赤外レーザ光が端子Ｔ４側に出力されるが、端子Ｔ４は無反射端とされているので、端子Ｔ４から外部へ出力され、例えば、熱に変換される。このため、端子Ｔ４に伝播された赤外レーザ光が反射され、端子Ｔ２を介して可視光ＬＤ１１へ入射されることを防止できる。なお、励起光合波器５１に入射された赤外レーザ光は、増幅用光ファイバ５２において増幅され、クラッドモード除去部１７および光出力部１８を介して加工対象物に対して照射される。
【０１１４】
以上に説明したように、第８実施形態では、波長選択合分波素子１１２を励起光合波器５１とＯＣ１６の間に設けるようにした。このため、図１１の場合と比較すると、可視レーザ光がレーザ増幅装置５０のみを通過して出力されるので、可視光ＬＤ１１の出力が図１１と同じである場合には視認性を向上させることができる。また、同じ視認性を得るための可視光ＬＤ１１の出力を低くすることができる。
【０１１５】
また、第８実施形態では、波長選択合分波素子１１２をレーザ発振装置１０とレーザ増幅装置５０の間に設けるようにしたので、図１１の場合と比較すると、戻り光の強度を少なくすることができる。すなわち、図１１の場合には波長選択合分波素子１１２に入射される戻り光はレーザ発振装置１０とレーザ増幅装置５０の双方からの戻り光であるのに対して、図１２の場合には、レーザ増幅装置５０だけの戻り光であるので、戻り光の強度を少なくすることができる。特に、レーザ発振装置１０では、ＨＲ１４から漏れ出る戻り光が無視できないレベルであるが、図１２の場合では、この戻り光が波長選択合分波素子１１２に入射されないので、可視光ＬＤ１１に入射される戻り光の強度を減らすことができる。
【０１１６】
（Ｎ）第９実施形態
図１３は、本発明の第９実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、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１３に示す第９実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｃでは、図９の場合と比較すると、波長選択合分波素子１１２が励起光合波器１３の前段から、クラッドモード除去部１７と光出力部１８の間に移動されている。それ以外の構成は、図９の場合と同様である。
【０１１７】
つぎに、第９実施形態の動作について説明する。第９実施形態では、可視光ＬＤ１１から出力された可視レーザ光は、フィルタ１１９を介して波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１を介してコア１２２ｂに入射され、融着部にてコア１２１ｂに移送されて端子Ｔ３から出力される。端子Ｔ３から出力された可視レーザ光は、光出力部１８を介して加工対象物に照射されるので、その位置を調整することで、位置決めを行うことができる。
【０１１８】
位置決めが終了し、赤外レーザ光の照射が開始されると、ＯＣ１６から出力された赤外レーザ光は、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１を介してコア１２１ｂに入射され、コア１２１ｂを伝播して端子Ｔ３から出力される。端子Ｔ３から出力された赤外レーザ光は、光出力部１８を介して加工対象に照射される。これにより、可視レーザ光によって位置決めされた位置に赤外レーザ光を照射して加工することができる。
【０１１９】
以上に説明したように、第９実施形態では、クラッドモード除去部１７と光出力部１８の間に波長選択合分波素子１１２を設けて可視レーザ光を導入するようにしたので、可視レーザ光を少ない減衰量にて加工対象物に照射することができることから、視認性を高めることができる。また、所定の視認性を得るために必要な可視光ＬＤ１１の出力を低減することができる。
【０１２０】
また、第９実施形態では、図９の場合と比較すると、戻り光の強度を減らすことができる。すなわち、第９実施形態では、図９の場合と比較すると、ＨＲ１４から漏れ出る戻り光の影響を受けないことから、波長選択合分波素子１１２に入射される戻り光の強度を減らすことができる。
【０１２１】
（Ｏ）第１０実施形態
図１４は、本発明の第１０実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１１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１４に示す第１０実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｄでは、図１１の場合と比較すると、波長選択合分波素子１１２が励起光合波器１３の前段から、クラッドモード除去部１７と光出力部１８の間に移動されている。それ以外の構成は、図１１の場合と同様である。
【０１２２】
つぎに、第１０実施形態の動作について説明する。第１０実施形態では、可視レーザ光は、図１３に示す第９実施形態と同様に、波長選択合分波素子１１２を介して光出力部１８から出射され、加工対象物に照射される。このような可視レーザ光の照射位置を参照することで、加工対象物の位置合わせを行うことができる。
【０１２３】
一方、レーザ発振装置１０から出力された赤外レーザ光は、レーザ増幅装置５０によって増幅され、波長選択合分波素子１１２の端子Ｔ１に入射される。波長選択合分波素子１１２では、端子Ｔ１から入射された赤外レーザ光はコア１２１ｂを伝播して端子Ｔ３から出射され、光出力部１８から加工対象物に向けて照射される。赤外レーザ光が照射される位置は、可視レーザ光が照射される位置と略同じであるので、所望の位置を赤外レーザ光によって加工することができる。
【０１２４】
以上に説明したように、第１０実施形態では、クラッドモード除去部１７と光出力部１８の間に波長選択合分波素子１１２を設けて可視レーザ光を導入するようにしたので、レーザ増幅装置５０を設けた場合であっても、可視レーザ光を少ない減衰量にて加工対象物に照射することができることから、視認性を高めることができる。また、所定の視認性を得るために必要な可視光ＬＤ１１の出力を低減することができる。
【０１２５】
また、第１０実施形態では、図１１，１２の場合と比較すると、戻り光の強度を減らすことができる。すなわち、第１０実施形態では、図１１，１２の場合と比較すると、レーザ発振装置１０とレーザ増幅装置５０の双方からの戻り光の影響を受けないことから、波長選択合分波素子１１２に入射される戻り光の強度を減らすことができる。
【０１２６】
（Ｐ）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、第２および第４実施形態では、レーザ増幅装置は１段の構成としたが、これを２段以上設けるようにしてもよい。その場合、第２実施形態では、増幅装置の段数の増加に伴って損失（式（１）の第３項の値）が増加するので、それに伴って可視光ＬＤ１１の出力を増加する必要がある。また、第４実施形態では、例えば、最終段のレーザ増幅装置の励起光合波器に対して可視光ＬＤを接続するようにすればよい。
【０１２７】
また、第３実施形態では、前方励起の場合を例に挙げて説明したが、双方向励起または後方励起に対して、本発明を適用可能であることはいうまでもない。すなわち、双方向励起の場合には、前方励起用または後方励起用の励起光合波器に可視光ＬＤを接続し、クラッドに対して可視レーザ光を導入するようにすればよい。また、後方励起の場合には、後方励起用の励起光合波器に対して可視光ＬＤを接続し、クラッドに対して可視レーザ光を導入するようにすればよい。この場合、後方励起用の励起光合波器よりも前段側のコアに、可視レーザ光を反射するＦＢＧを設けて、可視レーザ光の出力パワーを増やすようにしても良い。また、第４実施形態では、励起光合波器５１に可視レーザ光を導入するようにしたが、励起光合波器１３に導入するようにしてもよい。また、第３実施形態の場合と同様に、レーザ発振装置１０Ｂが後方励起または双方向励起の場合には、前方励起用または後方励起用の励起光合波器のいずれかに可視レーザ光を入射するようにしたり、レーザ増幅装置５０Ａが後方励起または双方向励起の場合には、前方励起用または後方励起用の励起光合波器のいずれかに可視レーザ光を入射するようにしたりしてもよい。
【０１２８】
また、以上の各実施形態では、可視光ＬＤとして、赤色のレーザ光を用いるようにしたが、例えば、緑色のレーザ光を用いるようにしてもよい。なお、人間の目は、赤色よりも緑色に対する感度の方が高いので、式（１）の右辺は２μＷよりも低い値に設定することができる。より詳細には、標準比視感度曲線によれば、人間の目には波長５５５ｎｍ付近の波長を最も明るく感じ、それよりも波長が長い赤色（例えば、波長６３５〜６９０ｎｍ）では感度が、例えば、１／５〜１／１０程度まで低下する。そのため、５５５ｎｍ付近の波長を有する緑色の可視光ＬＤを用いる場合、式（１）の右辺は、例えば、１〜数μＷ程度となることが想定される。
【０１２９】
また、以上の第１および第２実施形態では、減衰部１２を設けるようにしたが、もちろん、戻り光の強度が十分に低い場合には、減衰部１２を除外することもできる。
【０１３０】
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。
【０１３１】
また、図９および図１３に示す第６および第９実施形態では、レーザ発振装置１０が前方励起である場合を例に挙げて説明しているが、後方励起または双方向励起とすることも可能である。また、図１１，１２，１４に示す第７，８，１０実施形態では、レーザ発振装置１０およびレーザ増幅装置５０の双方が前方励起である場合を例に挙げて説明したが、レーザ発振装置１０およびレーザ増幅装置５０のそれぞれについて前方励起、後方励起、または、双方向励起の中からいずれかを選択して適宜組み合わせるようにしてもよい。
【０１３２】
また、第６〜第１０実施形態では、可視光ＬＤ１１と波長選択合分波素子１１２の間にはフィルタ１１９を設けるようにしたが、戻り光の強度が低い場合には、フィルタ１１９を設けないようにしてもよい。なお、波長特性を有するフィルタ１１９の代わりに、波長特性を有しない減衰器を設け、可視光ＬＤ１１に入射される戻り光の強度が１０ｍＷ以下になるように減衰量を設定するとともに、加工対象物に照射される可視レーザ光の強度が２μＷ以上になるように可視光ＬＤ１１の出力強度を設定するようにしてもよい。
【０１３３】
また、第７、第８、第１０実施形態では、レーザ増幅装置は１段の構成としたが、これを２段以上設けるようにしてもよい。
【０１３４】
また、以上の各実施形態では、「溶融型」の波長選択合分波素子を用いるようにしたが、これ以外にも、例えば、２本の光ファイバのクラッドを部分的に研磨等によって除去し、コア同士を近接させて構成する「研磨型」の波長選択合分波素子を用いるようにしてもよい。このような研磨型の波長選択合分波素子を用いても、溶融型の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
また、波長選択合分波素子として、誘電体多層膜フィルタをファイバコリメータで挟んで構成する空間結合系によるものを用いることも可能である。なお、「溶融型」および「研磨型」については、空間結合系を介さずに波長選択が可能なので、戻り光レベルが高い場合でも入出射端でのパワー集中などによる破損が起こり難いというメリットがある。
【０１３６】
また、以上の第６および第７実施形態では、波長選択合分波素子１１２を用いるようにしたが、例えば、図１５に示すような光サーキュレータ７０を用いることも可能である。ここで、光サーキュレータ７０は、ポートＰ１から入射された光をポートＰ２から出射し、ポートＰ２から入射された光をポートＰ３から出射し、ポートＰ３から入射された光をポートＰ１から出射する。したがって、ポートＰ２にフィルタ１１９および可視光ＬＤ１１を接続し、ポートＰ３に励起光合波器１３を接続すれば、可視光ＬＤ１１から出射された可視レーザ光はポートＰ３から出射されて励起光合波器１３に入射される。また、ポートＰ３から入射される戻り光は、ポートＰ２側には伝播されず、ポートＰ１に出射される。これにより、戻り光が可視光ＬＤ１１に入射されることを防止できる。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１Ａ〜１Ｋ  ファイバレーザ装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ  レーザ発振装置
１１  可視光ＬＤ（可視レーザ光源）
１１Ａ  終端部
１２  減衰部（コア光源減衰部、光学フィルタ）
１３  励起光合波器
１４  ＨＲ
１５  増幅用光ファイバ
１６  ＯＣ
１７  クラッドモード除去部（クラッド光減衰部）
１８  光出力部
１９  励起用ＬＤ
２０  励起用ＬＤ駆動電源
３０，３１  光ファイバ（導入部）
３４  光ファイバ（出力用光ファイバ）
４０  制御部（駆動部）
５０，５０Ａ  レーザ増幅装置
５２  増幅用光ファイバ
８０−１〜８０−ｎ  ファイバレーザ部
８１  可視光ＬＤ
８２  ファイバレーザ合波部（合波部）
８３，８５  光ファイバ（出力用光ファイバ）
８４  クラッドモード除去部（クラッド光減衰部）
８６  光出力部
１１２  波長選択合分波素子（導入部）
１１９  フィルタ
【図１】
2012099116.tif 000009
【図２】
2012099116.tif 000010
【図３】
2012099116.tif 000011
【図４】
2012099116.tif 000012
【図５】
2012099116.tif 000013
【図６】
2012099116.tif 000014
【図７】
2012099116.tif 000015
【図８】
2012099116.tif 000016
【図９】
2012099116.tif 000017
【図１０】
2012099116.tif 000018
【図１１】
2012099116.tif 000019
【図１２】
2012099116.tif 000020
【図１３】
2012099116.tif 000021
【図１４】
2012099116.tif 000022
【図１５】
2012099116.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月15日(2012.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するファイバレーザ装置において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源と、
前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入する導入部と、
加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置の位置決めを行う場合に、前記可視レーザ光源を駆動し、前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアを介して出射させる駆動部と、
を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
前記導入部は、前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入するとともに、前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播して前記可視レーザ光源に入射される戻り光を減衰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。
【請求項３】
前記戻り光は、前記不可視レーザ光波長を有するとともに、前記不可視レーザ光によってその長波側に発生するラマン散乱光または不可視レーザ光波長に近接して発生するブリユアン散乱光のうち少なくとも１つを含む不可視光からな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。
【請求項４】
前記導入部は２の入力端子と１の出力端子を少なくとも有する波長選択合分波素子を有し、
一方の前記入力端子には前記可視レーザ光源からの可視レーザ光が入射され、前記出力端子から出射されるレーザ光は前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入され、
前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播されて前記出力端子に入射される戻り光は他方の前記入力端子に伝播され、一方の前記入力端子に伝播される戻り光は減衰される、
ことを特徴とする請求項２または３に記載のファイバレーザ装置。
【請求項５】
前記波長選択合分波素子は、ファイバ溶融型または研磨型であることを特徴とする請求項４に記載のファイバレーザ装置。
【請求項６】
前記不可視レーザ光を発生する光共振器を有し、
前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側または出力側に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のファイバレーザ装置。
【請求項７】
前記不可視レーザ光を発生する光共振器と、前記光共振器によって発生された前記不可視レーザ光を増幅する光増幅器とを有し、
前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側、前記光共振器と前記光増幅器の間、または、前記光増幅器の出力側に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のファイバレーザ装置。
【請求項８】
前記可視レーザ光源と、前記波長選択合分波素子との間には、前記波長選択合分波素子から一方の前記入力端子に伝播される前記戻り光を減衰する、可視光を通過帯域としたフィルタが設けられていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項９】
前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのコアとを接続する光ファイバを有してい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。
【請求項１０】
前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのクラッドとを接続する励起光合波器を有してい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。
【請求項１１】
前記可視レーザ光源と前記導入部との間にコア光を減衰するコア光減衰部が配置されていることを特徴とする請求項９または１０に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１２】
前記可視レーザ光源と前記導入部との間に前記可視レーザ光を透過し、前記不可視レーザ光を減衰させる光学フィルタが配置されていることを特徴とする請求項９または１０に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１３】
前記増幅用光ファイバのクラッドを伝播する光を減衰するクラッド光減衰部を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１４】
前記不可視レーザ光を発生する複数の前記増幅用光ファイバと、前記複数の増幅用光ファイバから出力される不可視レーザ光を複数の入力端から入力して合波し、前記出力用光ファイバから出力する合波部とを有し、
前記導入部は、前記合波部の少なくとも１つの前記入力端に対して前記可視レーザ光を導入することを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１５】
前記導入部は、前記合波部の複数の入力端のうち、前記増幅用光ファイバからの不可視レーザ光が入力されていない入力端に前記可視レーザ光を導入することを特徴とする請求項１４に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１６】
前記可視レーザ光の波長は赤色または緑色に対応する波長を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１７】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するレーザ光照射位置の位置決め方法において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入し、
前記出力用光ファイバのコアを介して出射された前記可視レーザ光によって加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置を決定する、
ことを特徴とするファイバ光照射位置の位置決め方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月2日(2013.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記戻り光は、不可視レーザ光波長を有するとともに、前記不可視レーザ光によってその長波側に発生するラマン散乱光または前記不可視レーザ光波長に近接して発生するブリユアン散乱光のうち少なくとも１つを含む不可視光からな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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、他の発明は、上記発明に加えて、前記導入部は、前記合波部の複数の入力端のうち、前記増幅用光ファイバからの不可視レーザ光が入力されていない入力端に前記可視レーザ光を導入することを特徴とする。
このような構成によれば、不可視レーザ光が波長選択合分波器を通過しないので、波長選択合分波器に要求されるパワー耐性を軽減することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
なお、第２実施形態では、可視光ＬＤ１１から出力される可視レーザ光は、レーザ発振装置１０だけでなく、レーザ増幅装置５０においても減衰される。このため、前述した、式（１）および式（３）は、以下の式（５）および式（６）に示すように、左辺の第３項の指数部が、一例として、（−１０／１０）から（−２０／１０）に変化する。もちろん、レーザ増幅装置５０の構成等によっては、これ以外の値となることはいうまでもない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
なお、図４に示す例では、励起光合波器１３と可視光ＬＤ７０とは直接接続される形態としたが、例えば、図１の場合と同様に、励起光合波器１３と可視光ＬＤ７０との間に減衰部１２を設ける構成としてもよいことは言うまでもない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
（Ｄ）第４実施形態
図５は、本発明の第４実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図４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５に示す第４実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｃでは、図４の場合と比較すると、可視光ＬＤ７０が除外され、可視光ＬＤ７５が新たに付加されている。また、レーザ発振装置１０Ｂの後段に、レーザ増幅装置５０Ａが付加されている。これら以外の構成は、図４の場合と同様である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図８に示すような変形実施形態では、ファイバレーザ部８０−２から出力された不可視レーザ光は、殆ど損失なく（０．１８ｄＢ程度の損失で）ファイバレーザ合波部８２に入力される。また、端子Ｔ２とＴ３間の可視レーザ光に対する結合損失は１．８ｄＢ程度であるので、可視光ＬＤ８１から出力された可視レーザ光を殆ど損失なく、ファイバレーザ合波部８２に導くことができる。さらに、ファイバレーザ合波部８２の入力端を逆方向に伝播する戻り光のうち、不可視光に対しては、端子Ｔ３−Ｔ２間の損失により、端子Ｔ２に伝搬する光パワーの殆どを遮断し、端子Ｔ１側に伝搬させることによって、可視光ＬＤ８１の戻り光による破損を防止することができる。なお、図８に示す例では、ファイバレーザ部８０−２の出力側に波長選択合分波素子１１２を設けるようにしたが、ファイバレーザ部８０−２以外の出力側に設けるようにしてもよい。また、図８の例では、ファイバレーザ部８０−２の出力端だけに設けるようにしたが、２つ以上のファイバレーザ部の出力端に、波長選択合分波素子１１２と可視光ＬＤ８１を設けるようにしてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
（Ｋ）第６実施形態
図９は、本発明の第６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６実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｇは、波長選択合分波素子１１２（請求項中「導入部」に対応）、励起光合波器１３、ＨＲ（High Reflector）１４、増幅用光ファイバ１５、ＯＣ（Output Coupler）１６、クラッドモード除去部１７、光出力部１８、フィルタ１１９、可視光ＬＤ１１（請求項中「可視レーザ光源」に対応）、励起用ＬＤ（Laser Diode）１９、励起用ＬＤ駆動電源２０、光ファイバ３０〜３３、光ファイバ３４（請求項中「出力用光ファイバ」に対応）、および、制御部４０（請求項中「駆動部」に対応）を主要な構成要素としている。なお、励起光合波器１３、ＨＲ１４、増幅用光ファイバ１５、および、ＯＣ１６は、レーザ発振装置１０の主要な構成要素である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
なお、光出力部１８から出力される可視光の出力強度は、視認性を確保するために、例えば、２μＷ程度以上が良い。なお、レーザ使用時の可視光の視認を容易にするためには、２μＷ以上となるように可視光ＬＤ１１の出力を設定することが望ましい。すなわち、可視光ＬＤ１１から出射された可視レーザ光は、レーザ発振装置１０において減衰された後に、加工対象物に照射されるが、減衰後であっても視認可能な強度である２μＷ以上が確保されるように設定される。また、ファイバレーザ装置１Ｇが赤外レーザを照射している際の可視光ＬＤ１１に入射される戻り光の強度は、可視光ＬＤ１１の損傷や短命化を防ぐために、例えば、１０ｍＷ以下になるように波長選択合分波素子１１２の特性や、フィルタ１１９の特性を設定することが望ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
ここで、可視レーザ光は、赤外レーザ光と同様に光ファイバ３１〜３４および増幅用光ファイバ１５のコアを通過する。ここで、光ファイバ３１〜３４および増幅用光ファイバ１５のコアはシングルモードであるので、可視レーザ光と赤外レーザ光は光軸が一致しており、照射位置のずれが生じることはない。また、可視レーザ光は、ファイバレーザ装置１Ｇがシングルモードで伝播しようとする赤外レーザ光とは波長が異なるため、可視レーザ光の一部がコアからクラッドに漏れたり、融着点においてコアからクラッドに漏れたりする成分が存在するが、このようなレーザ光は、クラッドモード除去部１７を通過する際に除去されることから、クラッドを伝播する光によって焦点がぼけてしまうことなく、小さいスポット径を得ることができる。なお、可視レーザ光は、レーザ発振装置１０を通過する過程で減衰されるが、前述したように、出力光の強度が２μＷ以上となるように設定することで、視認性を確保することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
なお、ファイバレーザ装置１Ｇでは、例えば、光ファイバのコアが不可逆的に熱変化するいわゆる「ファイバヒューズ」により、光ファイバ３０〜３４、増幅用光ファイバ１５、および、その他の光学部品が損傷を受ける場合がある。このような場合、コアの中を光が伝播しなくなるので、可視レーザ光が光出力部１８から出射されない場合には、例えば、ファイバヒューズ等が発生したと判定することができる。また、ファイバヒューズが発生した場合、ファイバヒューズの到達点付近までレーザ光は伝播し、到達点においてレーザ光が散乱される。このため、可視光が散乱される部位を特定することにより、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。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
赤外レーザによる加工が終了すると、ＣＰＵ４１は、励起用ＬＤ１９の駆動を停止する。これにより、ファイバレーザ装置１Ｇからの赤外レーザ光の照射が停止される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
（Ｌ）第７実施形態
図１１は、本発明の第７実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、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１１に示す第７実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｈでは、図９の場合と比較すると、レーザ発振装置１０の後段にレーザ増幅装置５０が追加されている。それ以外の構成は図９の場合と同様である。ここで、レーザ増幅装置５０は、励起光合波器５１、増幅用光ファイバ５２、励起用ＬＤ５５、および、励起用ＬＤ駆動電源５６を有しており、レーザ発振装置１０から出射された不可視レーザ光を信号光としてコアに入力するとともに、励起用ＬＤ５５から出射された励起光をクラッドに入射し、増幅用光ファイバ５２において信号光を増幅し、クラッドモード除去部１７において励起光を除去した後、光出力部１８を介して出力する。制御部４０は、励起用ＬＤ駆動電源２０，５６を制御することで所望の強度の光出力を得る。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
なお、第７実施形態では、可視光ＬＤ１１から出力される可視レーザ光は、レーザ発振装置１０だけでなく、レーザ増幅装置５０においても減衰される。このため、レーザ増幅装置５０を通過した後の可視レーザ光の強度が２μＷ以上になるように設定する必要がある。フィルタ１１９から可視光ＬＤ１１に入射される戻り光が１０ｍＷ以下になるように設定する必要があることは第６実施形態の場合と同様である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
以上に説明した第７実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｈによれば、第６実施形態の場合と同様に、光ファイバ３１を介して増幅用光ファイバ１５のコアに可視レーザ光を導くことにより、赤外レーザと可視レーザ光との通過経路を一致させ、光軸を一致させることができる。これにより、可視レーザ光の照射位置を参照することで、赤外レーザが照射される位置を正確に知ることができる。このため、加工の位置決めを正確に行うことができる。また、波長選択合分波素子１１２を設けて可視レーザ光をコアに導入するようにしたので、戻り光が可視光ＬＤ１１に入射されて破損または短命化することを防止できる。また、可視光ＬＤ１１と波長選択合分波素子１１２の間にフィルタ１１９を設けて、戻り光を選択的に減衰するようにしたので、可視レーザ光の強度を落とすことなく、戻り光の強度を減衰させることができる。また、クラッドモード除去部１７を設けるようにしたので、コアから漏れた可視レーザ光を除去することにより、可視レーザ光のビーム品質を向上させ、より小さいスポット径を得ることが可能になる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
（Ｍ）第８実施形態
図１２は、本発明の第８実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１１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８実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｉでは、図１１の場合と比較すると、波長選択合分波素子１１２が励起光合波器１３の前段から、ＯＣ１６と励起光合波器５１の間に移動されている。それ以外の構成は、図１１の場合と同様である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
（Ｎ）第９実施形態
図１３は、本発明の第９実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、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１３に示す第９実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｊでは、図９の場合と比較すると、波長選択合分波素子１１２が励起光合波器１３の前段から、クラッドモード除去部１７と光出力部１８の間に移動されている。それ以外の構成は、図９の場合と同様である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
（Ｏ）第１０実施形態
図１４は、本発明の第１０実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図１１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１４に示す第１０実施形態に係るファイバレーザ装置１Ｋでは、図１１の場合と比較すると、波長選択合分波素子１１２が励起光合波器１３の前段から、クラッドモード除去部１７と光出力部１８の間に移動されている。それ以外の構成は、図１１の場合と同様である。
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月20日(2014.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するファイバレーザ装置において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源と、
前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバのコアに導入する導入部と、
加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置の位置決めを行う場合に、前記可視レーザ光源を駆動し、前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアを介して出射させる駆動部と、
を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するファイバレーザ装置において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源と、
前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアに導入する導入部と、
加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置の位置決めを行う場合に、前記可視レーザ光源を駆動し、前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアを介して出射させる駆動部と、
を有することを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項３】
前記導入部は、前記可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入するとともに、前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播して前記可視レーザ光源に入射される戻り光を減衰することを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【請求項４】
前記戻り光は、不可視レーザ光波長を有するとともに、前記不可視レーザ光によってその長波側に発生するラマン散乱光または前記不可視レーザ光波長に近接して発生するブリユアン散乱光のうち少なくとも１つを含む不可視光からなることを特徴とする、請求項３に記載のファイバレーザ装置。
【請求項５】
前記導入部は２の入力端子と１の出力端子を少なくとも有する波長選択合分波素子を有し、
一方の前記入力端子には前記可視レーザ光源からの可視レーザ光が入射され、前記出力端子から出射されるレーザ光は前記増幅用光ファイバまたは前記出力用光ファイバのコアに導入され、
前記不可視レーザ光を発生中に前記コアを逆方向に伝播されて前記出力端子に入射される戻り光は他方の前記入力端子に伝播され、一方の前記入力端子に伝播される戻り光は減衰される、
ことを特徴とする請求項３または４に記載のファイバレーザ装置。
【請求項６】
前記波長選択合分波素子は、ファイバ溶融型または研磨型であることを特徴とする請求項５に記載のファイバレーザ装置。
【請求項７】
前記不可視レーザ光を発生する光共振器を有し、
前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側または出力側に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のファイバレーザ装置。
【請求項８】
前記不可視レーザ光を発生する光共振器と、前記光共振器によって発生された前記不可視レーザ光を増幅する光増幅器とを有し、
前記波長選択合分波素子は、前記光共振器の入力側、前記光共振器と前記光増幅器の間、または、前記光増幅器の出力側に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のファイバレーザ装置。
【請求項９】
前記可視レーザ光源と、前記波長選択合分波素子との間には、前記波長選択合分波素子から一方の前記入力端子に伝播される前記戻り光を減衰する、可視光を通過帯域としたフィルタが設けられていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１０】
前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのコアとを接続する光ファイバを有していることを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１１】
前記導入部は、前記可視レーザ光源の出射部と前記増幅用光ファイバのクラッドとを接続する励起光合波器を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１２】
前記可視レーザ光源と前記導入部との間にコア光を減衰するコア光減衰部が配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１３】
前記可視レーザ光源と前記導入部との間に前記可視レーザ光を透過し、前記不可視レーザ光を減衰させる光学フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１４】
前記増幅用光ファイバのクラッドを伝播する光を減衰するクラッド光減衰部を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１５】
前記不可視レーザ光を発生する複数の前記増幅用光ファイバと、前記複数の増幅用光ファイバから出力される不可視レーザ光を複数の入力端から入力して合波し、前記出力用光ファイバから出力する合波部とを有し、
前記導入部は、前記合波部の少なくとも１つの前記入力端に対して前記可視レーザ光を導入することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１６】
前記導入部は、前記合波部の複数の入力端のうち、前記増幅用光ファイバからの不可視レーザ光が入力されていない入力端に前記可視レーザ光を導入することを特徴とする請求項１５に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１７】
前記可視レーザ光の波長は赤色または緑色に対応する波長を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１８】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するレーザ光照射位置の位置決め方法において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記増幅用光ファイバのコアに導入し、
前記出力用光ファイバのコアを介して出射された前記可視レーザ光によって加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置を決定する、  ことを特徴とするファイバ光照射位置の位置決め方法。
【請求項１９】
シングルモードコアを有する増幅用光ファイバを用いて不可視レーザ光を発生し、出力用光ファイバを介して出力するレーザ光照射位置の位置決め方法において、
可視レーザ光を発生する可視レーザ光源によって発生された前記可視レーザ光を前記出力用光ファイバのコアに導入し、
前記出力用光ファイバのコアを介して出射された前記可視レーザ光によって加工対象に対する前記不可視レーザ光の照射位置を決定する、  ことを特徴とするファイバ光照射位置の位置決め方法。
【国際調査報告】
2012099116.tif 000024
2012099116.tif 000025