(57)【要約】  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。
2012073952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２７７７６号
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２００４／０８８８８１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。【０００７】
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。【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】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。
【図４】本発明の第２実施形態の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態の構成例を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態の構成例を示す図である。
【図７】本発明の第５実施形態の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第６実施形態の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第７実施形態の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第８実施形態の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第９実施形態の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態の構成例を示す図である。
【図１３】本発明の変形実施形態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
Ｌｍｉｎ＜Ｌ−ｖ×τ  ⇔  τ＜（Ｌ−Ｌｍｉｎ）／ｖ  ⇔  τ＜Δ／ｖ
ここで、Δ＝Ｌ−Ｌｍｉｎ（Δ＞０）である。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
（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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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。
【００６２】
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。
【００６３】
（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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【符号の説明】
【００８１】
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）
【図１】
2012073952.tif 000003
【図２】
2012073952.tif 000004
【図３】
2012073952.tif 000005
【図４】
2012073952.tif 000006
【図５】
2012073952.tif 000007
【図６】
2012073952.tif 000008
【図７】
2012073952.tif 000009
【図８】
2012073952.tif 000010
【図９】
2012073952.tif 000011
【図１０】
2012073952.tif 000012
【図１１】
2012073952.tif 000013
【図１２】
2012073952.tif 000014
【図１３】
2012073952.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【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】
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し、
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
を特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記励起用の励起光を合波する前方励起光用合波器を更に有し、
前記検出部は、前記前方励起光用合波器の更に終端部側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
【請求項４】
前記漏れ信号光の強度が所定の閾値よりも小さくなった場合に、前記前方励起光用合波器よりも終端部側で前記ファイバの異常が発生したと判定して、励起光を停止す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】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
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、
前記レーザ光を光ファイバによって増幅する増幅部とを有し、
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し、
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り、
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
を特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項８】
前記判定部は、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７に記載のファイバレーザ装置。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記レーザ光を発振するレーザ発振部と前記増幅部との間に、漏れ信号光を検出する他の検出部を更に有し、
前記判定部は、前記検出部および前記他の検出部の双方の検出結果に基づいて、前記ファイバの異常が発生した位置を特定することを特徴とする請求項８に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
前記判定部による前記ファイバの異常発生の判定に遅延時間を設け、
前記検出部によって前記漏れ信号光の強度低下が検出されたときから前記停止部によって前記励起光が停止されるまでの間にファイバヒューズが進行する長さよりも、各光部品のファイバ長が長い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１５】
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を検出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】
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】
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】
前記判定部は、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防止することを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項１９】
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乃至１８のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項２０】
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、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漏れ信号光を検出して、
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。
【国際調査報告】
2012073952.tif 000016
2012073952.tif 000017
2012073952.tif 000018
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