(57)【要約】【課題】  パワーの大きな光を出射する場合であっても、出射する光のパワーを測定することができるファイバレーザ装置を提供する。【解決手段】  ファイバレーザ装置１は、励起光を出射する励起光源１０と、励起光により信号光を増幅して出射する増幅用光ファイバ３０と、増幅用光ファイバ３０の一方側に設けられ信号光を反射する第１ＦＢＧ４５と、増幅用光ファイバ３０の他方側に設けられ信号光を第１ＦＢＧよりも低い反射率で反射する第２ＦＢＧ４６と、第１ＦＢＧ４５を増幅用光ファイバ３０側から透過する光のうち、第１ＦＢＧ４５の反射率が最大となる最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を他の波長の光よりも優先的に検出する検出部７１と、を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
前記励起光により信号光を増幅して出射する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの一方側に設けられ前記信号光を反射する第１ＦＢＧと、
前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ前記信号光を前記第１ＦＢＧよりも低い反射率で反射する第２ＦＢＧと、
前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光のうち、前記第１ＦＢＧの反射率が最大となる最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を他の波長の光よりも優先的に検出する検出部と、
を備える
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、前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光を受光する受光部を有し、
前記受光部は、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの受光感度が他の波長の受光感度よりも高い
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】
前記検出部は、
前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光の一部を分岐する光分岐部と、
分岐した光を受光する受光部と、
を有し、
前記光分岐部は、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を他の波長の光よりも優先的に分岐する
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】
前記検出部は、
前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光のうち、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光が他の波長の光よりも優先的に透過する光フィルタと、
前記光フィルタを透過した光を受光する受光部と、
を有する
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５】
前記検出部は、
前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光の一部を吸収して熱に変換する光熱変換部と、
前記光熱変換部の温度を検出する温度検出部と、
を有し、
前記光熱変換部は、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光の吸収率が他の波長の光の吸収率よりも高い
ことを特徴とする請求項１記載のファイバレーザ装置。
【請求項６】
前記励起光源を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさ以上である場合に、前記励起光のパワーを小さくする
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記励起光のパワーが小さくされた後、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、前記励起光のパワーを元のパワーに戻す
ことを特徴とする請求項６に記載のファイバレーザ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさ以上である場合に、前記励起光のパワーをゼロとする
ことを特徴とする請求項６に記載のファイバレーザ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記励起光のパワーがゼロとされた後、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、前記励起光のパワーを元のパワーに戻す
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１０】
前記励起光源を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、前記励起光のパワーを大きくする
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射する光のパワーの測定することができるファイバレーザ装置に関し、特にパワーの大きな光が出射する場合に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、集光性に優れ、パワー密度が高く、小さなビームスポットとなる光が得られることから、レーザ加工分野、医療分野等の様々な分野において用いられている。
【０００３】
このようなファイバレーザ装置では、出射光のパワーが加工品質に影響を与えるため、出射光のパワーを測定することが好ましい。ファイバレーザ装置には、通常、ユーザーが直接出射光のパワーを測定せずとも出射光のパワー知ることができるように、ファイバレーザ装置内部にモニタ部が設けられている。
【０００４】
下記特許文献１には、希土類添加ファイバから出射光を分岐して測定する光ファイバ増幅器が記載されている。この光ファイバ増幅器で用いられる出射光のパワーの測定方法は、ファイバレーザ装置でも用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−２０６５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置では、希土類添加ファイバで増幅されて出射する信号光の一部を分岐して測定している。しかし、この信号光の一部を分岐する光分岐部では、光の過剰損失による熱が発生する。ファイバレーザ装置の出射光のパワーが大きい場合には、この熱による損傷が生じる虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、パワーの大きな光を出射する場合であっても、出射する光のパワーを測定することができるファイバレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のファイバレーザ装置は、励起光を出射する励起光源と、前記励起光により信号光を増幅して出射する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバの一方側に設けられ前記信号光を反射する第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）と、前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ前記信号光を前記第１ＦＢＧよりも低い反射率で反射する第２ＦＢＧと、前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光のうち、前記第１ＦＢＧの反射率が最大となる最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を他の波長の光よりも優先的に検出する検出部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
このようなファイバレーザ装置によれば、第１ＦＢＧにおいて信号光の多くが反射されるため、増幅用光ファイバ側から第１ＦＢＧを透過する光のパワーは小さい。従って、この光の少なくとも一部を検出対象とすることで、ファイバレーザ装置がパワーの大きな光を出射する場合であっても検出部の損傷を抑制することができる。
【００１０】
また、増幅用光ファイバ側から第１ＦＢＧを透過する光のうち、第１ＦＢＧの最大反射波長帯域内の光のパワーは極端に小さくなる。ところで、通常ＦＢＧは、最大反射波長帯域を基準として短波長側及び長波長側の波長帯域において、最大反射波長帯域から短波長側、長波長側に離れるに従い反射率が低下する。従って、信号光のうち最大反射波長帯域とを基準として短波長側及び長波長側の波長帯域の光は、最大反射波長帯域内の光よりも高い透過率で第１ＦＢＧを透過する。このため、第１ＦＢＧを透過する光のうち、第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光のパワーは、第２ＦＢＧを透過して出射する信号光のパワーと強い相関性を有する。そこで、上記のように第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光のパワーを検出する。これにより、ファイバレーザ装置から出射する信号光のパワーを間接的に測定することができる。
【００１１】
また、上記のファイバレーザ装置において、前記検出部は、前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光を受光する受光部を有し、前記受光部は、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの受光感度が他の波長の受光感度よりも高いこととしても良い。
【００１２】
検出部がこのような受光部を有することで、上記の最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光と他の波長の光とを分離するための特別な部品を用いなくとも、上記信号光のパワーを測定することができる。
【００１３】
或いは、上記のファイバレーザ装置において、前記検出部は、前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光の一部を分岐する光分岐部と、分岐した光を受光する受光部と、を有し、前記光分岐部は、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を他の波長の光よりも優先的に分岐することとしても良い。
【００１４】
検出部がこのような光分岐部を有することで、一般的な受光部を用いることができる。また、光分岐部として、第１ＦＢＧを透過する光が伝搬する光ファイバの一部と分岐される光が伝搬する光ファイバの一部とを長手方向に沿わせた状態において一体に溶融延伸するカプラを採用する場合、分岐される光の損失を抑制しつつ、当該光を分岐して受光部まで伝搬することができる。このため第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光のパワーを検出しやすくすることができる。またこの場合、受光部が受光する光のうち、信号光のパワーと強い相関性を有する光の占める割合が多くなるので、より精度よく信号光のパワーを測定することができる。
【００１５】
また或いは、上記のファイバレーザ装置において、前記検出部は、前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光のうち、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光が他の波長の光よりも優先的に透過する光フィルタと、前記光フィルタを透過した光を受光する受光部と、を有することとしても良い。
【００１６】
光フィルタは、透過する光の波長の制御性に優れる。従って、第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を受光部が受光すべきシグナル（Signal）として、他の波長の光をノイズ(Noise)とする場合、Ｓ／Ｎ比を自由に設定することができる。特に、光フィルタを第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光のみを透過させる構成とすれば、Ｓ／Ｎ比を最良の状態とすることもできる。
【００１７】
また或いは、上記のファイバレーザ装置において、前記検出部は、前記第１ＦＢＧを前記増幅用光ファイバ側から透過する光の一部を吸収して熱に変換する光熱変換部と、前記光熱変換部の温度を検出する温度検出部と、を有し、前記光熱変換部は、前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から前記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光の吸収率が他の波長の光の吸収率よりも高いこととしても良い。
【００１８】
検出部がこのような光熱変換部と温度検出部とを有することで、光熱変換部に入射する光のうち、第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光を、他の波長の光と比べて効率よく熱に変換することができる。従って、受光部を用いずとも第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光のパワーを検出することができる。
【００１９】
また或いは、上記のファイバレーザ装置は、前記励起光源を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさ以上である場合に、前記励起光のパワーを小さくすることが好ましい。またこの場合、前記制御部は、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさ以上である場合に、前記励起光のパワーをゼロとすることとしても良い。
【００２０】
励起光のパワーを小さくしたりゼロとすることにより、出射光のパワーを小さくしたりゼロとすることができる。従って、例えば、出射光が加工体等で反射して再び増幅用光ファイバまで入射し、信号光として増幅される場合であっても、増幅用光ファイバ内の光のパワー密度を低く抑えることができる。このため、パワーの大きな戻り光が発生した場合において、励起光源が故障することを抑制することができる。
【００２１】
また、前記制御部は、前記励起光のパワーが小さくされた後、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、前記励起光のパワーを元のパワーに戻すこととしても良い。また、前記制御部は、前記励起光のパワーがゼロとされた後、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、前記励起光のパワーを元のパワーに戻すこととしても良い。
【００２２】
ファイバレーザ装置の周囲環境は時間の経過とともに変化する。例えば、上記のように反射光が増幅用光ファイバに入射して信号光として増幅する場合であっても、励起光のパワーを小さくしたりゼロとした直後に、反射光の状態が変化する場合もある。従って、検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、励起光のパワーを元のパワーに戻しても、再び検出部で検出される光のパワーが所定の大きさ以上となるとは限らない。このように制御することで、出来るだけパワーの大きな光を出射することができる。
【００２３】
また、上記のファイバレーザ装置は、前記励起光源を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、前記励起光のパワーを大きくすることが好ましい。
【００２４】
励起光源を使用している間に、励起光源を構成する幾つかのレーザダイオードの出力が低下したり、幾つかのレーザダイオードが破損する場合がある。このような場合には、検出部で検出される光のパワーが小さくなる。そこで、上記のように制御することで、励起光源に何らかの問題が生じる場合であっても、ファイバレーザ装置から出射する光のパワーが低下することを抑制することができる。また、制御部が、上記のように検出部で検出される光のパワーが所定の大きさ以上である場合に、励起光のパワーを小さくしたりゼロとする制御を行うことで、検出部で検出される光のパワーが小さくなる場合もある。このような場合にも、検出部で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、励起光のパワーを大きくすることで、ファイバレーザ装置から出射する光のパワーが低下することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、パワーの大きな光を出射する場合であっても、出射する光のパワーを測定することができるファイバレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【図２】第１ＦＢＧの特性を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【図４】接続部を用いて第１ＦＢＧを透過する光の一部を分岐する構成を示す図である。
【図５】光散乱部を用いて第１ＦＢＧを透過する光の一部を分岐する構成を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【図７】光分岐部として光ファイバの曲げ部を用いる様子を示す図である。
【図８】光分岐部としてスラントＦＢＧを用いる様子を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
【図１１】第１ＦＢＧの光の反射特性を示す図である。
【図１２】第２ＦＢＧの光の反射特性を示す図である。
【図１３】第１ＦＢＧに入射する信号光の波長に対するパワースペクトルを示す図である。
【図１４】第１ＦＢＧを透過する光の波長に対するパワースペクトルを示す図である。
【図１５】第１ＦＢＧの最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長の光のパワーと出射光のパワーとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係るファイバレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。図１に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置１は、励起光を出射する励起光源１０と、励起光源１０から出射する励起光が入射し、励起光により励起される活性元素が添加される増幅用光ファイバ３０と、増幅用光ファイバ３０の一端に接続される第１光ファイバ４１と、第１光ファイバ４１に設けられる第１ＦＢＧ４５と、第１光ファイバ４１に励起光を入射するためのコンバイナ５０と、増幅用光ファイバ３０の他端に接続される第２光ファイバ４２と、第２光ファイバ４２に設けられる第２ＦＢＧ４６と、第１ＦＢＧ４５を透過する光を受光する受光部６１と、励起光源１０を制御する制御部８０と、を主な構成として備える。増幅用光ファイバ３０と第１ＦＢＧ４５と第２ＦＢＧ４６とで共振器が形成され、本実施形態のファイバレーザ装置１は共振器型のファイバレーザ装置とされる。
【００２９】
励起光源１０は、複数のレーザダイオード１１から構成され、増幅用光ファイバ３０に添加される活性元素を励起する波長の励起光を出射する。励起光源１０のそれぞれのレーザダイオード１１は、励起光用光ファイバ１５に接続されており、レーザダイオード１１から出射する光は、それぞれのレーザダイオード１１に光学的に接続される励起光用光ファイバ１５を伝搬する。励起光用光ファイバ１５としては、例えば、マルチモードファイバを挙げることができ、この場合、励起光は励起光用光ファイバ１５をマルチモード光として伝搬する。なお、後述のように増幅用光ファイバ３０に添加される活性元素がイッテルビウムである場合、励起光の波長は、例えば、９１５ｎｍとされる。
【００３０】
増幅用光ファイバ３０は、コアと、コアの外周面を隙間なく囲む内側クラッドと、内側クラッドの外周面を被覆する外側クラッドと、外側クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。増幅用光ファイバ３０のコアを構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源１０から出射する光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記イッテルビウムの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。また、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドを構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、増幅用光ファイバ３０の外側クラッドを構成する材料としては、例えば、内側クラッドより無屈折率の低い樹脂が挙げられ、増幅用光ファイバ３０の被覆層を構成する材料としては、例えば、外側クラッドを構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。増幅用光ファイバは、シングルモードファイバとされるが、パワーの大きな信号光が増幅用光ファイバのコアを伝搬可能なように、コアの直径がマルチモードファイバと同様とされつつも、シングルモードの光を伝搬する構成とされても良い。また、コアを伝搬する光のビーム品質にこだわらない場合、増幅用光ファイバ３０はマルチモードファイバとされても良い。
【００３１】
第１光ファイバ４１は、コアに活性元素が添加されていない点を除き増幅用光ファイバ３０と同じ構成とされる。第１光ファイバ４１は、コアの中心軸が増幅用光ファイバ３０のコアの中心軸と合わされて、増幅用光ファイバ３０の一端に接続されている。従って、増幅用光ファイバ３０のコアと第１光ファイバ４１のコアとが光学的に結合し、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドと第１光ファイバ４１の内側クラッドとが光学的に結合している。
【００３２】
また、第１ＦＢＧ４５は、第１光ファイバ４１のコアに設けられている。こうして第１ＦＢＧ４５は、増幅用光ファイバ３０の一端側に設けられている。第１ＦＢＧ４５は、第１光ファイバ４１の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されることで構成されている。この周期が調整されることにより、第１ＦＢＧ４５は、励起状態とされた増幅用光ファイバ３０の活性元素が放出する光のうち特定波長の光を反射する。第１ＦＢＧ４５は、上述のように増幅用光ファイバ３０に添加される活性元素がイッテルビウムである場合、反射率が最大となる最大反射波長帯域が１０７０ｎｍを含む帯域とされ、この帯域において光を例えば９９％以上の反射率で反射する。
【００３３】
また、コンバイナ５０において、第１光ファイバ４１の内側クラッドに励起光用光ファイバ１５のコアが接続されている。こうして、励起光源１０と接続される励起光用光ファイバ１５と増幅用光ファイバ３０とは、第１光ファイバ４１を介して、光学的に結合される。
【００３４】
また、コンバイナ５０において、第１光ファイバ４１に光ファイバ５１が接続されている。光ファイバ５１は、例えば、第１光ファイバ４１のコアと同じ直径のコアを有する光ファイバとされる。光ファイバ５１のコアは、第１光ファイバ４１のコアと接続されている。
【００３５】
第２光ファイバ４２は、活性元素が添加されていないことを除いて増幅用光ファイバ３０のコアと同様のコアと、当該コアの外周面を隙間なく囲み増幅用光ファイバ３０の内側クラッドと同様の構成のクラッドと、クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。第２光ファイバ４２は、軸が増幅用光ファイバ３０の軸と合わされて、増幅用光ファイバ３０の他端に接続されている。従って、増幅用光ファイバ３０のコアと第２光ファイバ４２のコアとが光学的に結合している。
【００３６】
また、第２ＦＢＧ４６は第２光ファイバ４２のコアに設けられている。こうして第２ＦＢＧ４６は、増幅用光ファイバ３０の他端側に設けられている。第２ＦＢＧ４６は、第２光ファイバ４２の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されている。また、第２ＦＢＧ４６は、反射波長帯域が第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域内とされ、第１ＦＢＧ４５が反射する光の少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域での反射率よりも低い反射率で反射するように構成されている。第２ＦＢＧ４６は、例えば、第１ＦＢＧ４５が反射する光と同じ波長の光を最大で５０％の反射率で反射するように構成されている。
【００３７】
光ファイバ５１のコンバイナ５０側と反対側には、受光部６１が光学的に接続されている。受光部６１は、第１ＦＢＧ４５を増幅用光ファイバ３０側から透過する光のうち、第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光の受光感度が他の波長の光よりも高い構成とされる。このような受光部６１としては、例えば、所定の波長範囲の光の受光感度が、他の波長範囲の光の受光感度よりも高いフォトダイオードを挙げることができる。本実施形態では、受光部６１が検出部７１とされる。従って、検出部７１は、第１ＦＢＧ４５を増幅用光ファイバ３０側から透過する光のうち、第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から当該最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長までの光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出することができる。検出部７１からは受光部６１が検出する光のパワーに係る信号が出力される。なお、検出部７１は、受光部６１から出力する信号がアナログの信号である場合、必要に応じてＡＤコンバータ等を含んでいても良い。
【００３８】
検出部７１（受光部６１）には、制御部８０が電気的に接続されており、検出部７１からの信号は制御部８０に入力する。制御部８０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成されている。制御部８０は、励起光源１０を制御可能とされている。
【００３９】
次にファイバレーザ装置１の動作について説明する。
【００４０】
まず、制御部８０が励起光源１０を制御し、励起光源１０のそれぞれのレーザダイオード１１から励起光が出射する。励起光源１０から出射した励起光は、励起光用光ファイバ１５から第１光ファイバ４１の内側クラッドを介して、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドに入射する。増幅用光ファイバ３０の内側クラッドに入射した励起光は主に内側クラッドを伝搬して、増幅用光ファイバ３０のコアを通過する際にコアに添加されている活性元素を励起する。励起状態とされた活性元素は、特定の波長の自然放出光を放出する。この自然放出光は、増幅用光ファイバ３０のコアを伝搬して、一部の波長の光が第１ＦＢＧ４５により反射され、反射された光のうち第２ＦＢＧ４６が反射する波長の光が第２ＦＢＧ４６で反射されて、共振器内（第１ＦＢＧ４５と第２ＦＢＧ４６との間）を往復する。この往復する光が信号光とされる。信号光は、増幅用光ファイバ３０のコアを伝搬するときに誘導放出により増幅され、レーザ発振状態となる。このようにレーザ発振状態となると、励起状態とされる活性元素のエネルギーは誘導放出に用いられるため、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）のパワーは小さくなる。そして、増幅された信号光のうちの一部が第２ＦＢＧ４６を透過して、出射光として第２光ファイバ４２の端部から出射する。また、増幅された信号光のうち他の少なくとも一部は第１ＦＢＧ４５を透過する。
【００４１】
図２は、第１ＦＢＧ４５の特性を示す図である。具体的には、図２（Ａ）は、第１ＦＢＧ４５が反射する光の波長と反射率との関係を示し、図２（Ｂ）は、第１ＦＢＧ４５に増幅用光ファイバ３０側から入射する信号光の波長とパワーとの関係を示し、図２（Ｃ）は、第１ＦＢＧ４５を増幅用光ファイバ３０側から透過する信号光の波長とパワーとの関係を示す。
【００４２】
第１ＦＢＧ４５は、反射率が最大となる最大反射波長帯域Ｒｍａｘを有しており、最大反射波長帯域Ｒｍａｘでの反射率は例えば９９％以上の反射率とされる。第１ＦＢＧ４５は、この最大反射波長帯域Ｒｍａｘの短波長側に隣り合う波長帯域Ｒｓ、及び、最大反射波長帯域Ｒｍａｘの長波長側に隣り合う波長帯域Ｒｌにおいて、最大反射波長帯域Ｒｍａｘから離れるにつれて反射率が低くなる。ＦＢＧは一般的にこのような反射特性を有する。
【００４３】
第２ＦＢＧ４６で反射される信号光は、波長帯域が広がりながら増幅用光ファイバ３０を第１ＦＢＧ４５に向かって伝搬して第１ＦＢＧ４５に入射する。上記のように第２ＦＢＧ４６の反射波長帯域は第１ＦＢＧの最大反射波長帯域Ｒｍａｘ内とされる。そのため、図２（Ｂ）に示すように第１ＦＢＧ４５に入射する信号光は、最大反射波長帯域Ｒｍａｘにパワーのピークが位置し、この波長から離れるにつれてパワーが小さくなる。従って、第１ＦＢＧ４５に入射する信号光の波長帯域ＲｓやＲｌでのパワーは、最大反射波長帯域Ｒｍａｘでのパワーよりも小さくなる。しかし、図２（Ａ）を用いた説明のように、第１ＦＢＧ４５の反射率は、波長帯域Ｒｓ及びＲｌの方が最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも低い構成とされる。このため、第１ＦＢＧ４５を透過する光のうち、波長帯域Ｒｓや波長帯域Ｒｌの光のパワーは、最大反射波長帯域Ｒｍａｘの光のパワーよりも大きくなる。そして、本実施形態のように第１ＦＢＧ４５、第２ＦＢＧ４６で増幅用光ファイバ３０を挟む共振構造を有するファイバレーザ装置１では、最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも１５ｎｍ短い波長から最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも１５ｎｍ長い波長までの帯域では、信号光のパワーが他の光のパワーと比べて支配的となる。最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも１５ｎｍ短い波長とは、最大反射波長帯域Ｒｍａｘの最も短い波長から１５ｎｍ短い波長であり、最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも１５ｎｍ長い波長とは、最大反射波長帯域Ｒｍａｘの最も長い波長から１５ｎｍ長い波長である。以下、最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも１５ｎｍ短い波長から最大反射波長帯域Ｒｍａｘよりも１５ｎｍ長い波長までの帯域を特定波長帯域と称することがある。
【００４４】
第１ＦＢＧ４５を透過する光は、光ファイバ５１を伝搬して受光部６１に入射する。上記のように受光部６１は、受光感度が高い波長帯域が特定波長帯域と一致している。従って、受光部６１を含む検出部７１で検出される光のパワーは、信号光のパワーが支配的となる。
【００４５】
制御部８０は、検出部７１から光のパワーを示す信号が入力すると、当該パワーの大きさに基づいて第２ＦＢＧ４６を透過して出射する信号光のパワー、すなわち出射光のパワーを計算する。検出部７１で検出される波長帯域の光のパワーは、上記のように信号光のパワーが支配的であるため、検出部７１で検出される波長帯域のパワーは、出射光のパワーと強い正の相関性を有する。例えば、出射光のパワーが増加した場合は、検出部７１で検出される波長帯域のパワーは増加し、また、出射光のパワーが減少した場合は、検出部７１で検出される波長帯域のパワーは減少する。本実施形態では、検出部７１で検出される波長帯域のパワーと出射光のパワーとが比例関係とされる。従って、制御部８０は、容易に出射光のパワーを計算することができる。こうして、出射光のパワーが測定される。
【００４６】
このとき制御部８０は、図示せぬ表示部に出射光のパワーを表示しても良い。
【００４７】
また、制御部８０は、検出部７１から光のパワーを示す信号が入力すると、励起光源１０を制御する。具体的には、制御部８０は、検出部７１が検出する光のパワーが所定の大きさ以上であると判断する場合、励起光のパワーが小さくなるように励起光源１０を制御する。或いは、制御部８０は、検出部７１が検出する光のパワーが所定の大きさ以上であると判断する場合、励起光源１０から出射する励起光のパワーがゼロとなるように励起光源１０を制御しても良い。検出部７１が検出する光のパワーが大きい場合、ファイバレーザ装置１から出射する出射光のパワーが大きいことを示す。この場合、励起光源１０が励起光のパワーを小さくしたりゼロとすることで、信号光の増幅率を抑えることができ、出射光のパワーを抑えることができる。このため、不安定な発振や、反射による不要な光が励起光源１０に入射して励起光源１０が損傷することを防止することができる。
【００４８】
また、制御部８０は、励起光源１０が励起光のパワーを小さくしたりゼロとした後、検出部７１が検出する光のパワーが当該所定の大きさよりも小さくなった時点以降に再び励起光源１０を制御して、励起光のパワーを再び大きくしても良い。このときの励起光のパワーは、検出部７１が検出する光のパワーが所定の大きさ以上であると判断したときの励起光のパワーと同じとされても良い。これは次の理由による。すなわち、ファイバレーザ装置１の周囲環境は時間の経過とともに変化する。例えば、出射光が照射される加工対象で反射した光が増幅用光ファイバ３０に入射して再び信号光として増幅する場合であっても、励起光のパワーを小さくしたりゼロとした直後に、反射光の状態が変化する場合がある。従って、検出部７１で検出される光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、励起光のパワーを元のパワーに戻しても、再び検出部７１で検出される光のパワーが所定の大きさ以上となるとは限らない。このように制御することで、出来るだけパワーの大きな光を出射することができるのである。或いは、再び励起光のパワーが大きくされる場合に、この励起光のパワーは、検出部７１が検出する光のパワーが所定の大きさ以上であると判断したときの励起光のパワーよりも小さくされても良い。
【００４９】
また、制御部８０は、上記のように励起光源１０が励起光のパワーを小さくしたりゼロとした後に限らず、検出部７１が検出する光のパワーが所定の大きさより小さくなった場合に、励起光源１０を制御して、励起光のパワーを大きくしても良い。励起光源１０が励起光を出射している間に、励起光源１０を構成する幾つかのレーザダイオード１１の出力が低下したり、幾つかのレーザダイオード１１が破損する場合がある。このような場合には、検出部７１で検出される光のパワーが小さくなる。そこで、制御部８０がこのように励起光源１０を制御することで、励起光源１０に何らかの問題が生じる場合であっても、ファイバレーザ装置１から出射する光のパワーが低下することを抑制することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のファイバレーザ装置１によれば、検出部７１は、第１ＦＢＧ４５を透過した光のうち、特定波長帯域の光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出する。第１ＦＢＧ４５では上記のように信号光の多くが反射されるため、増幅用光ファイバ３０側から第１ＦＢＧ４５を透過する光のパワーは小さい。従って、この光の少なくとも一部を検出対象とすることで、ファイバレーザ装置１がパワーの大きな光を出射する場合であっても検出部７１の損傷を抑制することができる。
【００５１】
また、上記のように、特定波長帯域の光のパワーにおいては、信号光のパワーが支配的である。このため、上記のように、検出部７１が特定波長帯域の光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出することで、ファイバレーザ装置１から出射する増幅された信号光のパワーを測定することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４，５を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００５３】
図３は、本発明の第２実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。図３に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置２は、光ファイバ５１のコンバイナ５０側と反対側に光ファイバ５２が接続され、光ファイバ５２の光ファイバ５１側と反対側に熱変換部Ｅが接続され、光ファイバ５１と光ファイバ５２との接続部５７の近傍に光ファイバ５３の一端が配置され、光ファイバ５３に受光部６１が接続されている点において、第１実施形態のファイバレーザ装置１と異なる。
【００５４】
図４は、光ファイバ５１と光ファイバ５２との接続部５７付近の拡大図である。なお、図４では、それぞれの光ファイバの被覆層が省略されている。光ファイバ５２及び光ファイバ５３は、例えば光ファイバ５１と同様の光ファイバとされる。光ファイバ同士が接続される場合、それぞれの光ファイバが可能な限り理想的な状態で接続されても、接続点からは光が漏れる。従って、光ファイバ５１のコア５１ｃから光ファイバ５２のコア５２ｃに光が入射する際に接続部５７から漏れ光が生じる。そこで、図４に示すように、接続部５７から漏れ光の一部が光ファイバ５３のコア５３ｃに入射するように、光ファイバ５３の一方の端部が接続部５７の近傍における光ファイバ５２側に配置されると共に、光ファイバ５３は当該端部の近傍が光ファイバ５２に沿うように配置される。このような構成では、接続部５７が光分岐部として機能する。
【００５５】
このようなファイバレーザ装置２では、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様にして、増幅用光ファイバ３０で信号光が増幅され、第２光ファイバ４２から増幅された信号光が出射する。このとき第１ＦＢＧ４５を透過する光は、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様に光ファイバ５１を伝搬する。この光が光ファイバ５１から光ファイバ５２に伝搬する際に、接続部５７において光が漏れる。この漏れ光の一部は光ファイバ５３のコア５３ｃに入射して、受光部６１で受光される。つまり、第１実施形態のファイバレーザ装置１では、受光部６１は、第１ＦＢＧ４５を透過して光ファイバ５１を伝搬する光を直接受光する構成とされたが、本実施形態のファイバレーザ装置２では、第１ＦＢＧ４５を透過する光の一部が分岐されて、分岐された受光部６１で受光されるのである。本実施形態においても、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様にして、受光部６１が検出部７１とされる。
【００５６】
そして、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様にして検出部７１は、特定波長帯域の光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出する。検出部７１が検出する光のパワーを示す信号が、受光部６１から制御部８０に入力すると、制御部８０は、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様に励起光源１０を制御する。
【００５７】
本実施形態のファイバレーザ装置２によれば、第１ＦＢＧ４５を透過して、光ファイバ５２を伝搬する光のパワーが大きすぎる場合に、光ファイバ５３に入射する光のパワーを小さくすることができる。従って、受光部６１が熱により損傷することを抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施形態のファイバレーザ装置２では、接続部５７を光分岐部としたが、第１ＦＢＧ４５を透過する光が伝搬する光ファイバに光散乱部を形成して、この光散乱部を光分岐部としても良い。図５は、第１ＦＢＧを透過する光の一部を光散乱部を用いて分岐する構成を示す図である。なお、図５では、それぞれの光ファイバの被覆層が省略されている。図５に示すように、本例では、光ファイバ５１のコア５１ｃの一部に光散乱部５１ｓが設けられる。コア５１ｃを伝搬する光の一部は光散乱部５１ｓにおいて散乱し、光ファイバ５１の外に漏れる。このような光散乱部５１ｓは、例えば光ファイバ５１のコア５１ｃにゲルマニウムが添加されている場合には、紫外線を光散乱部５１ｓが形成される位置に照射することで形成することができる。そして光散乱部５１ｓからの漏れ光の一部が光ファイバ５３のコア５３ｃに入射するように、光ファイバ５３の一方の端部が光散乱部５１の近傍における光ファイバ５１の出射端側に配置されると共に、光ファイバ５３は当該端部の近傍が光ファイバ５１に沿うように配置される。このような構成によれば、光散乱部５１ｓが光分岐部として機能し、分岐された光の一部が光ファイバ５３を伝搬して上記実施形態と同様に受光部６１で受光される。
【００５９】
また、本実施形態では、光ファイバ５３により接続部５７や光散乱部５１ｓから漏れる光を受光部６１に入射したが、受光部６１を接続部５７や光散乱部５１ｓの隣に配置して、接続部５７や光散乱部５１ｓから漏れる光が光ファイバ５３を介さずに直接受光部６１に入射される構成としても良い。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６１】
図６は、本発明の第３実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。図６に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置３は、第２実施形態のファイバレーザ装置２における光ファイバ５２を備えておらず、光ファイバ５１の途中にカプラ５８が設けられる点において第２実施形態のファイバレーザ装置２と異なる。
【００６２】
カプラ５８は、第１ＦＢＧ４５を透過して光ファイバ５１と伝搬する光のうち、特定波長帯域の光を分岐し、他の波長の光を透過する光分岐部とされる。このようなカプラ５８は、例えば、光ファイバ５１の途中において、光ファイバ５１と光ファイバ５３とが沿わされて延伸融着される構成とされる。この光ファイバ５１と光ファイバ５３とが互いに沿って融着される長さが調整されることで、上記のように所定の波長の光が分岐され、他の波長の光が透過する構成とされる。
【００６３】
本実施形態では、上記の光分岐部であるカプラ５８と光ファイバ５３と受光部６１とにより、特定波長帯域の光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出する検出部７３が構成される。なお、検出部７３は、受光部６１から出力する信号がアナログの信号である場合、必要に応じてＡＤコンバータ等を含んでいても良い。
【００６４】
このようなファイバレーザ装置３では、第２実施形態のファイバレーザ装置２と同様にして、増幅用光ファイバ３０で信号光が増幅され、第２光ファイバ４２から増幅された信号光が出射する。このとき第１ＦＢＧ４５を透過する光は、第２実施形態のファイバレーザ装置２と同様に光ファイバ５１を伝搬する。そしてカプラ５８において、第１ＦＢＧ４５を透過する光のうち、特定波長帯域の光が分岐され、他の波長の光がカプラ５８を透過し光ファイバ５１を伝搬する。分岐された光は、光ファイバ５３のコア５３ｃを伝搬する。光ファイバ５３に入射した光は、受光部６１で受光され、受光部６１では、特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先して検出される。第１実施形態において説明したように受光部６１は、特定波長帯域の受光感度が、他の波長の受光感度よりも高い構成とされるため、カプラ５８で他の波長の光がノイズとして分岐される場合に、波長による感度特性を特に有さない受光部が用いられる場合よりも、受光部６１は高い精度で特定波長帯域の光のパワーを検出することができる。また、カプラ５８で特定波長帯域の光が分岐されるため、受光部６１に入射する光のうち特定波長帯域の光を検出すべき信号として考え、他の波長の光を検出すべきではないノイズと考える場合に、検出部７３は、第２実施形態と同じ受光部６１を用いつつも、第２実施形態のファイバレーザ装置２の検出部７１と比べて、Ｓ／Ｎ比が良い状態で特定波長帯域の光のパワーを検出することができる。
【００６５】
本実施形態のファイバレーザ装置３では、光ファイバ５１の一部と光ファイバ５３の一部とを長手方向に沿わせた状態で一体に融着するカプラ５８を光分岐部とした。このようなカプラは、分岐すべき波長帯域の光の損失が小さい状態で、当該光を分岐して受光部６１まで伝搬することができる。このため特定波長帯域の光のパワーを検出しやすくすることができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、受光部６１が波長による感度特性を特に有さない構成であっても良い。このような構成であっても、カプラ５８において、特定波長帯域の光が分岐されるため、検出部７３は、特定波長帯域の光のパワーを検出することができる。ただし、上記のように、受光部６１が特定波長帯域の光を他の波長の光よりも優先して検出する構成であれば、より高い精度で特定波長帯域の光のパワーを検出することができるため好ましい。また、受光部６１は、特定波長帯域の光の受光感度が他の波長の光の受光感度よりも高いため、第１実施形態の検出部７１と同様に受光部６１を検出部と把握することも可能である。
【００６７】
また、本実施形態では、特定波長帯域の光を他の波長の光よりも優先的に分岐する光分岐部としてカプラ４８を用いたが、このような光分岐部はカプラ４８に限らない。図７は、光分岐部として光ファイバ５１の曲げ部を用いる様子を示す図である。なお、図７では、それぞれの光ファイバの被覆層が省略されている。光ファイバは、コアとクラッドとの比屈折率差、及び、光ファイバの曲げ半径がそれぞれ定まる場合に、曲げ部から漏れる光の波長が概ね定まる。例えば、第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域Ｒｍａｘが、１０９４.０ｎｍから１０９９．５ｎｍである場合、特定波長帯域の光を曲げ部から漏れるようにするためには、例えば、光ファイバ５１のコアのＮＡが０．１４で、モードフィールド径が６．２μｍであり、光ファイバ５１の曲げ半径が４０ｍｍ程度であれば良い。そこで図８に示すように、特定波長帯域の光が漏れる様な曲げ半径で光ファイバ５１が曲げられて曲げ部５１ｂが形成される。そして曲げ部５１ｂからの漏れ光の一部が光ファイバ５３のコア５３ｃに入射するように、光ファイバ５３の一方の端部が曲げ部５１ｂの近傍に配置されると共に、光ファイバ５３は当該端部の近傍がデリバリファイバ５１に沿うように配置される。このような構成によれば、曲げ部５１ｂが光分岐部として機能し、特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先的に分岐される。分岐された光は光ファイバ５３を伝搬して上記実施形態と同様に受光部６１で受光される。
【００６８】
或いは、特定波長帯域の光を他の波長の光よりも優先的に分岐する光分岐部としてスラントＦＢＧを用いることもできる。図８は、光分岐部としてスラントＦＢＧを用いる様子を示す図である。なお、図８では、それぞれの光ファイバの被覆層が省略されている。図８に示すように、本例では、光ファイバ５１のコア５１ｃの一部にスラントＦＢＧ５１ｆが設けられる。スラントＦＢＧ５１ｆは、光ファイバ５１の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返され、この高屈折率部及び低屈折率部が、光ファイバ５１の長手方向に垂直な面に対して傾斜することで構成されている。この周期が調整されることにより、スラントＦＢＧ５１ｆは、特定波長帯域の光を光ファイバ５１の外に反射し、他の波長の光を透過する構成とされる。そしてスラントＦＢＧ５１ｆで反射される光の一部が光ファイバ５３のコア５３ｃに入射するように、光ファイバ５３の一方の端部がスラントＦＢＧ５１ｆの近傍における光ファイバ５１の熱変換部Ｅ側に配置されると共に、光ファイバ５３は当該端部の近傍が光ファイバ５１に沿うように配置される。このような構成によれば、スラントＦＢＧ５１ｆが光分岐部として機能し、特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先的に分岐され、分岐された光が光ファイバ５３を伝搬して上記実施形態と同様に受光部６１で受光される。
【００６９】
なお、曲げ部５１ｂやスラントＦＢＧ５１ｆが光分岐部とされる場合、光ファイバ５３により曲げ部５１ｂやスラントＦＢＧ５１ｆから漏れる光を受光部６１に入射する代わりに、受光部６１を曲げ部５１ｂやスラントＦＢＧ５１ｆの隣に配置して、曲げ部５１ｂやスラントＦＢＧ５１ｆから漏れる光が光ファイバ５３を介さずに直接受光部６１に入射する構成としても良い。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００７１】
図９は、本発明の第４実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。図９に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置４は、光ファイバ５１の途中に光フィルタ６４が設けられている点において第１実施形態のファイバレーザ装置１と異なる。
【００７２】
光フィルタ６４は特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先的に透過する構成とされる。このような光フィルタ６４は、例えば、酸化膜の積層体から形成される。本実施形態では、光フィルタ６４と受光部６１とにより、特定波長帯域の光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出する検出部７４が構成される。なお、検出部７４は、受光部６１から出力する信号がアナログの信号である場合、必要に応じてＡＤコンバータ等を含んでいても良い。
【００７３】
このようなファイバレーザ装置４では、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様にして、増幅用光ファイバ３０で信号光が増幅され、第２光ファイバ４２から増幅された信号光が出射する。このとき、第１実施形態において説明したように第１ＦＢＧ４５を透過する光は光ファイバ５１を伝播する。しかし、光フィルタ６４により、特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先的に受光部６１に入射する。従って、受光部６１では、特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先して検出される。しかも、第１実施形態において説明したように受光部６１は、特定波長帯域の受光感度が他の波長の受光感度よりも高い構成とされる。従って、特定波長帯域の光以外の他の波長の光が光フィルタ６４をノイズとして透過する場合であっても、受光部として特定波長帯域の受光感度と他の波長の受光感度が同様の受光部が用いられる場合よりも、受光部６１は高い精度で特定波長帯域の光のパワーを検出することができる。また、光フィルタ６４は特定波長帯域の光が他の波長の光よりも優先して透過するため、受光部６１に入射する光のうち特定波長帯域の光を検出すべき信号として考え、他の波長の光を検出すべきではないノイズと考える場合に、検出部７４は、第１実施形態と同じ受光部６１を用いつつも、第１実施形態のファイバレーザ装置１の検出部７１と比べて、Ｓ／Ｎ比が良い状態で、特定波長帯域の光のパワーを検出することができる。
【００７４】
検出部７４が検出する光のパワーを示す信号が、受光部６１から制御部８０に入力すると、制御部８０は、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様に励起光源１０を制御する。
【００７５】
光フィルタは、透過する光の波長の制御性に優れる。従って、本実施形態のファイバレーザ装置４によれば、光フィルタ６４を透過する光の波長の設定により、特定波長帯域の光を受光部６１が受光すべき信号として、他の波長の光をノイズとする場合、Ｓ／Ｎ比の制御を自由に設定することができる。特に、光フィルタ６４を特定波長帯域の光のみを透過させる構成とすれば、Ｓ／Ｎ比を最良の状態とすることもできる。
【００７６】
なお、上記実施形態では、光ファイバ５３の途中に光フィルタ６４が設けられたが、第２実施形態のファイバレーザ装置２において、光ファイバ５３の途中に光フィルタを設けても良い。或いは、第２実施形態のファイバレーザ装置２において、接続部５７から漏れる光を光ファイバ５３を介さずに直接光フィルタ６４に入射して、光フィルタ６４から出射する光を受光部６１に入射しても良い。
【００７７】
また、第３実施形態と同様にして、受光部６１の代わりに特定波長帯域の光の受光感度と他の波長の光の受光感度が同様の受光部を用いても、光フィルタ６４を特定波長帯域の光が優先的に透過するため、検出部７４は特定波長帯域の光のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出することができる。ただし、受光部６１を用いる場合は、上記のように光フィルタ６４を他の波長の光がノイズとして透過する場合であっても高い精度で特定波長帯域の光のパワーを検出することができるため好ましい。また、受光部６１は、特定波長帯域の光の受光感度が他の波長の光の受光感度よりも高いため、第１実施形態の検出部７１と同様に受光部６１を検出部と把握することも可能である。
【００７８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００７９】
図１０は、本発明の第５実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。図１０に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置５は、受光部６１が設けられず、光ファイバ５１の端部が樹脂６５で被覆され、樹脂６５の温度を検出する温度検出部６６が設けられている点において、第１実施形態のファイバレーザ装置１と異なる。
【００８０】
樹脂６５は、特定波長帯域の光の吸収率が他の波長の光の吸収率よりも優れる樹脂とされる。このような性質を有する樹脂としては、例えば、第１ＦＢＧ４５の最大反射波長帯域Ｒｍａｘが、１０９４.０ｎｍから１０９９．５ｎｍである場合、例えば、特定のシリコン樹脂を挙げることができる。
【００８１】
温度検出部６６には、例えばデジタル温度計やサーミスタを用いることができる。
【００８２】
本実施形態では、特定波長帯域の光の少なくとも一部を吸収して熱に変換する光熱変換部である樹脂６５と、樹脂６５の温度を検出する温度検出部６６とにより、特定波長帯域のパワーを他の波長の光のパワーよりも優先的に検出する検出部７５が構成される。なお、検出部７５は、温度検出部６６から出力する信号がアナログの信号である場合、必要に応じてＡＤコンバータ等を含んでいても良い。
【００８３】
このようなファイバレーザ装置５は、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様にして、増幅用光ファイバ３０で信号光が増幅され、第２光ファイバ４２から増幅された信号光を出射する。このとき、第１ＦＢＧ４５を透過する光のうち特定波長帯域の光は樹脂６５で主に吸収され、他の波長の光は樹脂６５を主に透過する。特定波長帯域の光を吸収した樹脂６５の温度は、温度検出部６６で検出される。こうして特定波長帯域の光のパワーが温度として検出される。
【００８４】
検出部７５が検出する光のパワーを示す信号が、温度検出部６６から制御部８０に入力し、制御部８０に温度検出部から信号が入力すると、制御部８０は第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様に励起光源１０を制御する。
【００８５】
本実施形態のファイバレーザ装置５によれば、受光部を用いずとも特定の波長帯域の光のパワーを検出することができる。従って、ファイバレーザ装置の構成を簡易にすることができる。
【００８６】
なお、本実施形態のファイバレーザ装置５では、樹脂６５が光ファイバ５１の端部を被覆するように設けられた。しかし、例えば、第２実施形態のファイバレーザ装置２において、接続部５７や光散乱部５１ｓの周りを樹脂６５で被覆しても良い。或いは、第３実施形態の光ファイバ５１の曲げ部５１ｂやスラントＦＢＧ５１ｆの周りを樹脂６５で被覆しても良い。また本実施形態では、光熱変換部として樹脂６５を用いたが、光熱変換部は、特定波長帯域の光の吸収率が他の波長の光の吸収率よりも良い限りにおいて、樹脂に限らず他の素材が用いられても良い。
【００８７】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００８９】
第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様のファイバレーザ装置を作製した。増幅用光ファイバ３０は、コアに活性元素としてイッテルビウムが添加されたものを使用した。また、このファイバレーザ装置の第１ＦＢＧ４５の光の反射特性は、図１１に示すとおりであり、最大反射波長帯域は１０９４ｎｍから１０９９．５ｎｍであった。また、第２ＦＢＧ４６の光の反射特性は、図１２に示す通りであった。また、励起光源として、波長が９１５ｎｍの光を６０Ｗで出射するレーザダイオードを６台用いて、最大３００Ｗの励起光が増幅用光ファイバ３０に入射する構成とした。第２ＦＢＧ４６によって反射された光は、増幅用光ファイバ３０において増幅される過程でスペクトルが広がる。このような構成のファイバレーザ装置１で第１ＦＢＧ４５に入射する信号光の波長に対するパワースペクトルを測定したところ図１３に示す通りとなった。このスペクトルはファイバレーザ装置１を模した別実験系で測定したが、この結果はファイバレーザ装置１に適用可能である。また、第１ＦＢＧ４５を透過する信号光と信号光以外の光を含む光の波長に対するパワースペクトルは、図１４の通りとなった。
【００９０】
次に、受光部６１が受光する上記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ短い波長から上記最大反射波長帯域よりも１５ｎｍ長い波長の光（特定波長帯域の光）のパワーと、第２光ファイバ４６から出射する出射光のパワーとを測定した。図１５は、特定波長帯域の光のパワーと出射光のパワーとの関係を示す図である。図１５に示すように、この特定波長帯域の光のパワーと出射光の光のパワーとは、比例関係にあることが示された。従って、本発明によれば、出射光のパワーを測定できることが示された。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明によれば、パワーの長い光を出射する場合であっても、出射する光のパワーを測定することができるファイバレーザ装置が提供され、レーザ加工分野、医療分野等の様々な産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１〜５・・・ファイバレーザ装置
１０・・・励起光源
２０・・・信号光源
３０・・・増幅用光ファイバ
４５・・・第１ＦＢＧ
４６・・・第２ＦＢＧ
５０・・・コンバイナ
５１〜５３・・・光ファイバ
５１ｂ・・・曲げ部
５１ｆ・・・スラントＦＢＧ
５１ｓ・・・光散乱部
５７・・・接続部
５８・・・カプラ
６１・・・受光部
６４・・・光フィルタ
６５・・・樹脂（光熱変換部）
６６・・・温度検出部
７１，７３〜７５・・・検出部
８０・・・制御部
Ｒｍａｘ・・・最大反射波長帯域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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