(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器であって、
出力端部を有し、かつ第１のビームパラメータ積（ｂｐｐ）を備える出力レーザビームを伝搬するのに適する第１のファイバと、前記第１のファイバの前記出力端部にファイバスプライスで融着接続された入力端部を有して、前記出力レーザビームを受け取り、前記第１のｂｐｐよりも大きい前記出力レーザビームのための第２のｂｐｐを形成する第２のファイバと、を含むレーザシステムを備え、
前記第１のファイバの前記出力端部と前記第２のファイバの前記入力端部は、前記第１のｂｐｐから前記第２のｂｐｐへの増加を生じるように、前記ファイバ間の長手方向軸間のオフセットに起因する傾斜角度で長手方向軸が融着接続されて配置されている、機器。
【請求項２】
前記第１のファイバは第１の利得ファイバであり、前記第２のファイバは第２の利得ファイバである、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記第２の利得ファイバは前記第１の利得ファイバのコア直径よりも大きいコア直径を有する、請求項２に記載の機器。
【請求項４】
前記第１のファイバは前記レーザシステムの最終的な利得ファイバであり、前記第２のファイバはパッシブ出力ファイバである、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記第１のファイバはパッシブファイバであり、前記第２のファイバはシステムデリバリファイバである、請求項１に記載の機器。
【請求項６】
前記傾斜角度は、前記ｂｐｐの増加に基づき０．２°〜５．０°の範囲にある、請求項１に記載の機器。
【請求項７】
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部での長手方向軸と前記第２のファイバの前記入力端部での長手方向軸との間の角度に対応する、請求項１に記載の機器。
【請求項８】
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部の表面と前記第１のファイバの前記出力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第１の角度、前記第２のファイバの前記入力端部の表面と前記第２のファイバの前記入力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第２の角度、又は前記第１の角度と前記第２の角度の両方に対応する、請求項１に記載の機器。
【請求項９】
前記第１のファイバの前記出力端部と前記第２のファイバの前記入力端部は、それぞれ襞開表面を含む、請求項１に記載の機器。
【請求項１０】
方法であって、
第１のファイバから第２のファイバまで出力レーザビーム伝搬に関連付けられたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加を選択することと、
前記選択されたｂｐｐの増加に基づき前記第１のファイバと前記第２のファイバとの間の傾斜角度を選択することと、
前記第１のファイバの長手方向軸が、前記第２のファイバの長手方向軸又はスプライスエネルギー源から軸方向にオフセットするように、前記第１のファイバと前記第２のファイバとを位置付け、前記オフセットは前記選択された傾斜角度に関連付けられていることと、
前記選択された傾斜角度で前記第１のファイバを前記第２のファイバに融着接続することと、を含む方法。
【請求項１１】
前記オフセットは、前記第１のファイバと前記第２のファイバのうちの少なくとも一方を、前記第１のファイバと前記第２のファイバのうちの少なくとも一方と異なる選択された形状のファイバの固定に関連付けられたファイバ固定具に位置付けることで生じる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記選択された形状は選択されたファイバ直径である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ファイバ固定具は、前記選択されたファイバ直径を有する固定具一致ファイバであって、前記固定具一致ファイバの前記長手方向軸に垂直な所定の高さで前記Ｖ溝に置かれる固定具一致ファイバの長手方向軸を位置付けるように置かれるＶ溝を含み、前記所定の高さは前記スプライサエネルギー源に対応する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
融着接続することの前に、前記第１のファイバの出力端部と前記第２のファイバの入力端部を整列し、前記入力端部と前記出力端部が端部対端部で配置されていることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記傾斜角度は前記第１のファイバの出力表面と前記第２のファイバの入力表面との間の角度に対応する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のファイバの長手方向軸と前記第２のファイバの長手方向軸を、前記選択された傾斜角度に対応するように置くことを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択されたｂｐｐの増加はｂｐｐの増加の範囲に対応し、実際のｂｐｐの増加は前記範囲内で確率的に変化する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記傾斜角度は、前記レーザビームのモードフィールド直径の増加と平坦化を生じるように選択されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２のファイバの外側クラッド直径は前記第１のファイバの外側クラッド直径よりも小さい、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
機器であって、
第１のファイバの出力端部を第１の位置に、第２のファイバを第２の位置に受けて固定するように置かれたファイバ固定具であって、前記第１の位置と第２の位置は、前記第１のファイバの長手方向軸、前記第２のファイバの長手方向軸、及び接続機構に関連付けられたスプライス位置のうちの１つ又は２つ以上の間のオフセットに対応する前記ファイバ固定具と、
前記第１のファイバの前記出力端部を前記第２のファイバの前記入力端部の近位に整列するように置かれたファイバ先端アライメント機構と、
前記整列された入力端部と出力端部を融着接続し、前記第１のファイバから前記第２のファイバまで前記ファイバスプライスを通る出力ビーム伝搬に関連付けられた、選択されたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加に対応する傾斜角度を有するファイバスプライスを形成するように置かれた前記接続機構と、を備える機器。
【請求項２１】
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記スプライスでの長手方向軸と前記第２のファイバの前記スプライスでの長手方向軸との間の角度に対応する、請求項２０に記載の機器。
【請求項２２】
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部の出力表面と前記第１のファイバの前記出力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第１の角度、前記第２のファイバの前記入力端部の入力表面と前記第２のファイバの前記入力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第２の角度、又は前記整列された入力端部と出力端部での前記第１の角度と前記第２の角度の組み合わせに対応する、請求項２０に記載の機器。
【請求項２３】
方法であって、
第１のファイバから第２のファイバまでの出力レーザビームの伝搬に関連付けられたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加を選択することと、
前記第１のファイバと前記第２のファイバのうちの少なくとも一方を位置付け、前記対応する第１のファイバ又は第２のファイバの長手方向軸が、前記第１のファイバと第２のファイバの他方の長手方向軸から又は前記第１のファイバと第２のファイバとの間のスプライス位置からオフセットされていることと、
前記オフセットを使用して前記第１のファイバと第２のファイバを一緒に融着接続することにより、選択された角度が、前記選択されたｂｐｐの増加を生成するように前記長手方向軸間に形成されることと、を含む方法。
【請求項２４】
前記オフセットは、前記第１のファイバと前記第２のファイバの一方又は両方をそれぞれファイバ固定具部分に位置付けることによって提供されており、
各ファイバ固定具部分は、所定のファイバ寸法に基づき所定の高さで挿入されたファイバの長手方向軸を位置付けることと関連付けられた受容部分形状を有し、前記第１のファイバと前記第２のファイバの一方又は両方は前記対応するファイバ固定具部分の前記所定のファイバ寸法とは異なるファイバ寸法を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
融着接続することの前に、前記第１のファイバの出力端部と前記第２のファイバの入力端部を整列し、前記入力端部と前記出力端部が互いに近接して配置されていることを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月２４日に出願された米国仮特許出願第６２／２３２，３７９号の利益を主張し、かつ２０１５年７月８日に出願された米国仮特許出願第６２／１９０，０４７号に関連する。それらの両方は、その全体が参照として本明細書に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、光ファイバレーザシステム及びビームデリバリシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
顧客要求と市場需要を満たすことにおいて、ファイバレーザシステムは出力パワーとビーム品質を含むシステムごとに変動する出力特性のセットで特徴付けられることが多い。例えば、いくつかのレーザアプリケーションにおいて、完全な回折限界（又は完全に近い）のビーム品質が必要であるが、他のレーザアプリケーションでは、加工要件を満たすために低減されたビーム品質で十分である（又は好ましい場合さえある）。加えて、レーザ加工サプライチェーンの様々な工程は、予測可能なビーム品質を有することから利益を得ることができる。更に、ファイバレーザシステムの設計において、プラットフォームとアーキテクチャに共通し得る構成部品のセットを有することが所望され得る。レーザビーム品質を最大化するための方法が注目を集めているが、選択可能なビーム品質でレーザシステムを製造する低コスト方法が欠如している。したがって、これらの欠点を克服する解決策の必要性が残存する。
【発明の概要】
【０００４】
開示された技術の態様によれば、機器は、出力端部を有し、かつ第１のビームパラメータ積（ｂｐｐ）を備える第１のレーザビームを伝搬するのに適する第１のファイバと、第１のファイバの出力端部にファイバスプライスで接続された入力端部を有して、第１のレーザビームを受け取り、第１のｂｐｐよりも大きい第２のｂｐｐを備える第２のレーザビームを形成する第２のファイバとを含むレーザシステムを備え、第１のファイバの出力端部と第２のファイバの入力端部は傾斜角度で接続されて、第１のｂｐｐを第２のｂｐｐに増加する。
【０００５】
開示された技術の別の態様によれば、方法は、第１のファイバから第２のファイバまでレーザビーム伝搬に関連付けられたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加を選択することと、選択されたｂｐｐ増加に基づき第１のファイバと第２のファイバとの間の傾斜角度を選択することと、選択された傾斜角度で第１のファイバを第２のファイバに結合することとを含む。
【０００６】
開示された技術の別の態様によれば、機器は、第１のファイバの出力端部を第１の位置に、第２のファイバを第２の位置に受けて固定するように位置するファイバ固定具と、第１のファイバの入力端部を第２のファイバの出力端部の近位に整列するために位置するファイバ先端アライメント機構と、
整列された入力端部と出力端部を接続し、第１のファイバから第２のファイバまでファイバスプライスを通るビーム伝搬に関連付けられた選択されたビームパラメータ積（ｂｐｐ））の増加に対応する傾斜角度を有するファイバスプライスを形成するように位置する接続機構（splicing mechanism）とを含む。
【０００７】
開示された技術の別の態様によれば、方法は、第１のファイバから第２のファイバまでレーザビーム伝搬に関連付けられたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加を選択することと、第１のファイバと第２のファイバのうちの少なくとも１つを、対応する第１のファイバ又は第２のファイバの長手方向軸が第１のファイバと第２のファイバのうちの他方の長手方向軸から、あるいは第１のファイバと第２のファイバとの間の接続位置からオフセットするように位置付け、オフセットは選択されたｂｐｐの増加に関連付けられることと、第１のファイバと第２のファイバを一緒に接続することとを含む。
【０００８】
開示された技術の前述及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ファイバ接続機の実施形態の側面概略図である。
【図２】例示的なレーザシステムの概略である。
【図３】例示的な融着接続機の斜視図である。
【図４】傾斜角度に対するビームパラメータ積のグラフである。
【図５】図４のグラフに関するビームパラメータ値の表である。
【図６Ａ】ゼロ角度スプライスに関連付けられた強度プロファイルを示す。
【図６Ｂ】非ゼロ角度スプライスに関連付けられた強度プロファイルを示す。
【図７】傾斜角度に対するビームパラメータ積の別のグラフである。
【図８】図７のグラフに関する値の表である。
【図９Ａ】ゼロ角度スプライスに関連付けられた強度プロファイルを示す。
【図９Ｂ】非ゼロ角度スプライスに関連付けられた強度プロファイルを示す。
【図１０】傾斜角度の関数としてのｂｐｐのグラフである。
【図１１】非ゼロ傾斜角度のスプライスを通して伝送されるビーム用の強度プロファイルを示す。
【図１２】ゼロ角度スプライスを通して伝搬されるビームの強度プロファイルを示す。
【図１３】非ゼロ角度スプライスを通して伝搬されるビームの強度プロファイルを示す。
【図１４】数個のスプライスサンプル用の傾斜角度に対するｂｐｐのグラフである。
【図１５】例示的な接続方法のフローチャートである。
【図１６】例示的な接続方法のフローチャートである。
【図１７Ａ】例示的な接続機の側面概略図である。
【図１７Ｂ】例示的な接続機の側面概略図である。
【図１８】例示的なファイバ固定具の端図断面を示す。
【図１９】接続される位置に配置されたファイバのセットの例を示す。
【図２０】接続される位置に配置されたファイバのセットの例を示す。
【図２１】接続される位置に配置されたファイバのセットの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本出願及び「特許請求の範囲」において使用される場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上別途明らかに示されない限り、複数の形態を含む。加えて、用語「含む（includes）」は、「含む（comprises）」を意味する。更に、用語「結合した」は、結合したアイテム間の中間要素の存在を除外しない。
【００１１】
本明細書で記載されたシステム、機器、及び方法は、いかなるようにも限定するものと解釈すべきでない。むしろ、本開示は、様々な開示された実施形態の、単独並びに相互の様々な組み合わせ及び部分的組み合わせでの、全ての新規かつ自明でない特徴及び態様に向けられる。開示されたシステム、方法、及び機器は、特定の態様若しくは特徴又はそれらの組み合わせに一切限定されず、また開示されたシステム、方法、及び機器は、１つ若しくは２つ以上の特定の利点が存在すること、又は１つ若しくは２つ以上の特定の問題が解決されることも必要としない。あらゆる動作の理論は、説明を容易にすることができるが、開示されたシステム、方法、及び機器は、そのような動作の理論に限定されない。
【００１２】
開示された方法のいくつかの動作は、利便性の良い表示のために特定の順序で説明されているが、下記に説明される特定の言語によって特定の順序が必要とされない限り、この説明の方法が並べ替えを包含することを理解するべきである。例えば、順番に記載された動作は、場合によっては、並べ替えるか又は同時に実行してもよい。更に、簡略化のために、添付図面は、開示されたシステム、方法、及び機器を他のシステム、方法、及び機器と併用できる様々な方法を示さない場合がある。加えて、その説明は時として、「生じさせる」及び「提供する」などの用語を使用して、開示された方法を説明する。これらの用語は、実行される実際の動作の高度な抽象概念である。これらの用語に対応する実際の動作は、特定の実装に応じて変化することになり、当業者によって認識可能である。
【００１３】
いくつかの例において、値、手順、又は機器の、は、「最低の」、「最良の」、「最小の」などと表現される。そのような説明は、多数の用いられる機能的選択肢から選択が行われ得ること、及びそのような選択が、他の選択より良い、小さい、ないしは別の方法で好ましい必要はないことを示すことを意図していることが理解されよう。例は、「上方」、「下方」、「上部」、「下部」などと示される方向を基準にして説明される。これらの用語は、利便性の良い説明のために使用されるが、何らかの特定の空間的定位を意味するものではない。
【００１４】
本明細書で使用されるように、光放射とは、約１００ｎｍ〜１０μｍ、典型的には約５００ｎｍ〜２μｍの波長での電磁放射を指す。利用可能なレーザダイオード光源及び光ファイバに基づく例は、一般的に約８００ｎｍ〜１７００ｎｍの波長に関連する。いくつかの例では、伝搬する光放射は、ビーム波長とビーム成形用の光システムとに依存可能な、直径、非対称のファースト軸とスロー軸、ビーム断面積、及びビーム拡がり角を有する１つ又は２つ以上のビームと称される。便宜上、光放射は、いくつかの例では光と称され、可視波長である必要はない。
【００１５】
代表的な実施形態は、光ファイバを参照して記載されるが、正方形、長方形、多角形、卵形、楕円形又は他の断面を有する他のタイプの光導波路を用いることもできる。光ファイバは、典型的には、ドープされた（又はドープされていない）シリカ（ガラス）で形成され、所定の屈折率又は屈折率差を提供する。いくつかの例では、ファイバ又は他の導波路は、関心のある波長に応じて、フルオロジルコン酸塩、フッ化アルミン酸、フッ化物又はリン酸ガラス、ガルコゲナイドガラス、あるいはサファイアなどの結晶材料等の、他の材料で作製される。シリカ及びフッ化物ガラスの屈折率は、典型的に約１．５であるが、ガルコゲナイドなどの他の材料の屈折率は３以上であり得る。更に他の例では、光ファイバはプラスチックの部分に形成され得る。典型的な例では、ファイバコアなどのドープされた導波路コアは、ポンピングに応答して光学利得を提供し、コアとクラッドはほぼ同心円にある。別の例では、コアとクラッドのうちの１つ又は２つ以上は偏心し、いくつかの例では、コアとクラッドの方向及び／又は配置は導波路長に沿って変わる。
【００１６】
本明細書で使用されるように、開口数（ＮＡ）は、伝搬する光放射が実質的に閉じ込められる光導波路によって規定された伝搬軸に対する最大入射角を指す。光ファイバにおいて、ファイバコアとファイバクラッドは、典型的にはコアとクラッド層、又は隣接するクラッド層との間の屈折率差によりそれぞれ規定される、関連するＮＡを有し得る。そのようなＮＡでの光放射伝搬は、一般に十分に閉じ込められるが、エバネッセントフィールドなどの関連する電磁場は、典型的に隣接するクラッド層に延在する。いくつかの例では、コアＮＡは、コア／内側クラッド屈折率に関連付けられ、クラッドＮＡは、内側クラッド／外側クラッド屈折率差に関連付けられる。コア屈折率ｎｃｏｒｅとクラッド率ｎｃｌａｄを有する光ファイバに対して、ファイバコアＮＡは、
【００１７】
【数１】
0006743136.tif 000002
【００１８】
である。内側コアと内側コアに隣接する外側コアとを有する光ファイバに対して、クラッドＮＡは、
【００１９】
【数２】
0006743136.tif 000003
【００２０】
であり、ここでｎｉｎｎｅｒとｎｏｕｔｅｒは、それぞれ内側クラッドと外側クラッドの屈折率である。上述のような光ビームは、ビーム角度半径に関連付けられるビームＮＡを有するものとしても称することができる。マルチコアステップインデックスファイバを以下に記載するが、屈折率分布型（gradient index）デザインも使用され得る。いくつかの例は、フューモードをサポートするファイバを含み、「フューモード（few mode）」ファイバとして称され得る。そのようなファイバは、Ｖ＝２・π・ａ・ＮＡ／λとして規定される規格化周波数パラメータ（Ｖ数）を有し、ここでλは真空波長であり、「ａ」はファイバコア半径であり、ＮＡは開口数である。大きなＶ数の場合、ファイバでサポートされたモード「Ｍ」の総数は、およそ、Ｍ＝４・Ｖ２／π２＋２である。シングルモードファイバの場合、Ｖは約２．４０５未満である。本明細書で用いられるように、フューモードファイバは、Ｖ数が約５、１０又は２０未満であるファイバとして規定される。
【００２１】
本明細書に記載されたいくつかの例では、光ファイバコアなどの導波路コアは、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｅｒなどの希土類元素又は他の活性ドーパント若しくはそれらの組み合わせでドープされ得る。そのように能動的にドープされたコアは、光又は他のポンピングに応答して光学利得を提供できる。以下に説明するように、そのような活性ドーパントを有する導波路を用いて、光増幅器を形成することができ、又は反射層、ミラー、ブラッググレーティング、若しくは他のフィードバック機構などの適切な光フィードバックを備える場合、そのような導波路はレーザ放射を生成できる。光ポンプ放射は、放射されたレーザビーム又は増幅されたビームの伝搬方向に対して、導波路に共伝搬及び／又は反伝搬するように配置され得る。更なる例では、導波路コアは、Ｇｅ、Ｐ、Ａｌ、Ｆｌ及びＢなどの１つ又は２つ以上のパッシブドーパントでドープされ、屈折率を増加、減少又は維持することができる。
【００２２】
レーザビームのビームパラメータ積（ｂｐｐ）は、レーザビームウエストの半径とレーザビームの拡がり角の半角の積に概ね等しい。対応する理想的なガウスビームのｂｐｐに対するレーザビームのｂｐｐの比率は、異なるビームを比較するためのＭ２ビーム品質値を提供する。例示的なレーザビームは、典型的にマルチ横光学モードを含む。そのようなマルチモード（又はフューモード）ビームは、典型的に約２よりも大きいＭ２値を有するが、シングルモードビームは、典型的に約２未満のＭ２値を有する。いくつかの例では、シングルモードビーム及びマルチモードビームは、約１．８、１．６、１．５、１．４若しくはそれ以下よりも小さい又は大きいＭ２値をそれぞれ有する。典型的な例では、マルチモードビームは、基本ＬＰ０１モードよりも大きい１つ又は２つ以上の横光学モードにおいて、マルチモードビームのパワーコンテンツの少なくとも大部分を有する。ビーム半径は、中心から、ビームがビームのピーク強度値の１／ｅ２を有する地点までで測定されることが多いが、他の規格化又は平均オプションも用いられ得る。拡がり角は、典型的に、ビーム焦点からいくつかのレイリー長などのファーフィールドで決定される。
【００２３】
融着スプライサは、典型的に対向して置かれたファイバ固定具を含み、接続されるファイバの対向する端部を固定する。ファイバの対向する端部は１組の電極などの融着接続機構を含む中央領域に配置され、１組の電極の間には対向するファイバ端部が融着のために置かれ、１組の電極を横断してアークが生成されて融着接続のための熱を生じる。別の融着スプライサは、対向するファイバ端部を融着接続するための熱を生成するレーザ源、又はガス炎などの化学源を含むことができる。ファイバ固定具が中央領域で対向するファイバ端部を固定した後、融着接続機構の融着カバーは固定されたファイバ端部の上に下げられる。ｚ軸移動ステージは、ファイバの一方又は両方を融着接続用に互いに近接させることができ、ｘ−ｙ−ｚ移動ステージは、融着スプライサにより熱が加えられる前に、対向するファイバ先端のコア、クラッド又は他の基準面が整列するように、ファイバ先端の一方又は両方を近接して置くことができる。
【００２４】
図１において、機器１００は、融着スプライサ固定具１１０に各々置かれる、第１のファイバ端部１０４を有する第１のファイバ１０２と第２のファイバ端部１０８を有する第２のファイバ１０６を含み、その結果、第１のファイバ端部１０４と第２のファイバ端部１０８は互いに近接する。特に、第１のファイバ端部１０４と第２のファイバ端部１０８とは、互いに平行する代わりに傾斜角度θで置かれる。第１のファイバ端部１０４と第２のファイバ端部１０８を傾斜角度θに置き、第１のファイバ端部１０４と第２のファイバ端部１０８とを一緒に融着接続することにより、スプライスを介して第１のファイバ１０２から第２のファイバ１０４へ伝搬するビームのビームパラメータ積は、角度θに関連する量により増加する。典型的な例では、ｂｐｐの増加量は、傾斜角度の増加に伴い増加する。代表的な実施形態では、ｂｐｐの増加は、ビームがスプライスを通過する際に生じる。
【００２５】
融着スプライサ固定具１１０は、第１のファイバ１０２と第２のファイバ１０６用にそれぞれファイバサポート１１２、１１４及びクランプ機構１１６、１１８を含む。クランプ機構１１６、１１８は、典型的に、融着スプライサ固定具１１０の中に挿入されるファイバの直径又は他の特徴に関連する様々なサイズとなる。示されるように、第１のファイバ１０２と第２のファイバ１０６は、５００μｍの等しい外径を有する。第２のクランプ機構１１８は、第２のファイバ１０６がファイバサポート１１４の上を略水平に延在するように５００μｍファイバにサイズ決めされる。第１のクランプ機構１１６は、第１のファイバ１０２がファイバサポート１１２の位置及び第１のクランプ機構１１６と第１のファイバ１０２の直径との間の不一致のため水平かつ傾斜角度で延在するように３５０μｍファイバにサイズ決めされる。図１に示されるように、第１のファイバ１０２と第２のファイバ１０６は、それぞれコア１２０、１２２及びクラッド１２４、１２６を含み、第１のファイバ１０２のコア１２０の直径は第２のファイバ１０６のコア１２２よりもかなり小さい。したがって、例に示されるように、第１のファイバ１０２は約１００Ｗ〜マルチｋＷの範囲でファイバレーザビームを伝搬するように置かれ、第２のファイバ１０６はビームを受け取り、切断、溶接等の様々な用途のためにビームを標的にデリバリするように置かれたマルチモードデリバリファイバである。
【００２６】
図３は、３５０μｍファイバに関連付けられたＶ溝を有する外側融着スプライサ固定具３０４に固定される、５１０μｍの外径を有する第１のファイバ３０２を備える融着スプライサ固定具３００の画像を示す。第１のファイバ３０２は、ファイバを受けるためのＶ溝を有する内側融着スプライサ固定具３０６を通って延在する。内側融着スプライサ固定具３０６は、第１のファイバ３０２の端部を第２のファイバ端部と整列させ、かつ第１のファイバ３０２の長手方向に垂直に延在し、第１のファイバの第２のファイバ（図示なし）への融着接続のためのエネルギーを提供するように置かれた１組の電極３０８、３１０と位置付けるように、略横方向に並進可能である。適切な融着スプライサは、Ｆｉｔｅｌ  及びＦｕｊｉｋｕｒａから市販される。しかしながら、第１のファイバ３０２と第２のファイバなどのファイバを、選択可能な傾斜角度で配置することは、従来型スプライサが接続される隣接ファイバ端部間の傾きを回避しようとするため、一般に支持されない。本開示を考慮して、様々な他の方法は、傾斜角度を提供するために用いることができ、接続されるファイバセクションの相対的高さと角度を調整する並進ステージと、適切にプログラムされ、適切なファイバ端部対ファイバ端部調整機構を有する融着スプライサとを含む。更に、接続される第１のファイバ３０２と第２のファイバの一方又は両方は、対応するファイバ端部の長手方向ファイバ軸に垂直な、選択された非ゼロ角度に襞開され得る。
【００２７】
図２は、レーザ源２０２、クラッド光ストリッパ２０４及びデリバリファイバ２０６を含む機器２００を示す。レーザ源２０２は、ファイバ発振器、又は１つ又は２つ以上のファイバ増幅器を有するファイバ発振器などの、１つ又は２つ以上の利得ファイバと、光ビームを提供できる他のタイプのレーザ源を含み得る。レーザ源２０２は、クラッド光ストリッパ２０４に、直接、又はパッシブファイバセクション２０８を用いて結合される。クラッド光ストリッパ２０４は、デリバリファイバ２０６に、直接、又はパッシブファイバセクション２１０を用いて結合される。レーザ源２０２とファイバレーザビーム出力２１２との間の１つ又は２つ以上の位置で、ファイバスプライスは隣接するファイバセクションと光学的に結合し、その結果、レーザ源２０２により生成されるビームは光ファイバスプライスを介して伝搬し、ファイバレーザビーム出力２１２に関連する、選択された、又はほぼ選択された量だけ、生成されたビームのビームパラメータ積を増加する。ビームパラメータ積の選択された増加は、ファイバ接続された隣接するファイバセクション間の非ゼロ角度により生じる。レーザ源２０２により生成されたビームがスプライスを通って伝搬する際、非ゼロ角度により、ビームは下流のファイバセクションに追加の横モードを充填する。光ファイバスプライスを増加するビームパラメータ積の適切な位置は、クラッド光ストリッパ２０４、デリバリファイバ２０６及び接続するパッシブセクション２０８、２１０のうちの１つ又は２つ以上を含む。いくつかの例では、光ファイバスプライスを増加するビームパラメータ積は、ファイバ発振器の前、又はファイバ増幅器の前、又は最終的な発振器若しくは増幅器ファイバの後などの、ファイバ利得セクションの前、又は間に配置され得る。ｂｐｐの増加は、下流利得ファイバのモードの改善された充填に関連付けることができる。
【００２８】
図４は、スプライスの間にある角度で傾斜されたそれぞれファイバセクションを有するファイバスプライスを介して伝搬する１４μｍの直径のコアを介して伝搬するシングルモードビームのビームパラメータ積における増加を予測するシミュレーション結果を示すチャートである。約０．９５ｍｍ−ｍｒａｄのベースラインビームパラメータ積から、ビームパラメータ積は増加する傾斜角度で滑らかに増加する。図５は、図４のチャートに対応する表であり、ファイバスプライスに関連する傾斜角度が増加するにつれて様々なビーム特徴において予測される増加を示している。一般に、約０．５°〜５°の範囲にある比較的小さな角度は、ビームパラメータ積において適切な増加範囲を達成する。図６Ａは、対応する入力ビームがファイバスプライスを介して伝搬した後にもたらされる出力ビームの強度プロファイルを示し、接続されたファイバセクションはゼロ角度で端部対端部に配置された。図６Ｂは、対応する入力ビームがファイバスプライスを介して伝搬した後にもたらされる出力ビームの強度プロファイルを示し、接続されたファイバセクションは１．０°の角度で配置された。
【００２９】
図７は、４０μｍの直径のコアを伝搬し、かつスプライスの間にある角度で傾斜されたそれぞれファイバセクションを有するファイバスプライスを通って伝搬する、マルチモードビームのビームパラメータ積における増加を予測するシミュレーション結果を示すチャートである。約２．０ｍｍ−ｍｒａｄのベースラインビームパラメータ積は、接続されたファイバ端部に関連する傾斜角度の増加により、着実に増加する。図８は、図７のチャートに対応する表であり、スポットサイズＷｘ、Ｗｙ、ビーム品質Ｍｘ２、Ｍｙ２、ビームパラメータ積ＢＰＰｘ、ＢＰＰｙ、ＢＰＰｒ（ｘとｙの平均）を含む、伝搬方向に垂直な、垂直ｘ軸とｙ軸に沿う様々なビーム特徴における予測された増加を、傾斜角度の増加に対して示している。図９Ａは、対応する入力ビームがファイバスプライスを介して伝搬した後にもたらされる出力ビームの強度プロファイルを示し、接続されたファイバセクションはゼロ角度で端部対端部に配置された。図９Ｂは、対応する入力ビームがファイバスプライスを介して伝搬した後にもたらされる出力ビームの強度プロファイルを示し、接続されたファイバセクションは１．０°の角度で配置された。
【００３０】
図１０は、傾斜角度の関数としてのビームパラメータ積のシミュレートしたデータを、０．０°と０．７°のファイバスプライスに関連する実験結果と共に示す。図１１は、０．７°傾斜角度を有するファイバスプライスに対して、図１０のビームパラメータ積の結果に関連するマルチｋＷビームの強度プロファイルのシミュレート及び実験結果を示す。図１２は０．０°ファイバスプライス傾斜角度（すなわち、傾斜なし）のビーム出力結果を示し、図１３は０．７°ファイバスプライス傾斜角度のビーム出力結果を示す。ビームの垂直軸を横断する強度プロファイルに対応するサイドグラフ１３０２、１３０４に示されるように、小さな中央窪みを有する平坦な中間部分は、増加した傾斜角度で確立される。したがって、接続されたファイバ対の受容ファイバに伝搬するビームのモードフィールド分布は、スプライス傾斜角度の増加に基づき、ガウス（又は他の初期分布）から、平坦トップ、リング形状又は他の形状などの、別の形状へ変化する。
【００３１】
図１４は、同じＦｉｔｅｌ融着スプライサを用いて接続された５００μｍの外径を有するファイバのスプライスのいくつかのサンプルに関して、ｂｐｐの増加と傾斜角度との間の関係を示すグラフ１４００を示している。サンプル１４０２の第１のグループでは、５００μｍのファイバを受容するように設計されたＶ溝を有する融着スプライサクランプ固定具が、第１のファイバ及び第２のファイバに使用される。対応するスプライスサンプルは、２つのファイバ間に約０．２°以下の非常に低い角度を示し、第１のファイバと第２のファイバとの間に実際上、ゼロ傾斜角度を示す。一般に、ファイバ間の傾斜角度は、通常、０．２°以下と非常に低く、従来型スプライスで達成された角度公差と同様である。サンプル１４０４の第２のグループでは、５００μｍのファイバを受容するように設計されたＶ溝を有する５００μｍの融着スプライサクランプ固定具は、各スプライスの一方のファイバに使用され、３５０μｍのファイバを受容するように設計されたＶ溝を有する３５０μｍの融着スプライサクランプ固定具は、各スプライスの他方のファイバに使用された。例えば、Ｖ溝深度、幅、断面は、異なる直径のファイバに対応するように調整され得る。対応する結果は、融着接続の後、接続されたファイバの長手方向軸間に、約０．６°〜１．２°の範囲の傾斜角度の存在を示す。角度の増加は、３５０μｍの融着スプライサクランプ固定具により提供される、第２のファイバと第１のファイバ（又はスプライサ電極）との間の長手方向軸のオフセットに起因する場合がある。サンプル１４０６の第３グループは、５００μｍの両方のファイバを、小さいサイズの３５０μｍの融着スプライサクランプ固定具に位置付けることにより形成されたスプライスを含む。両方のファイバは、スプライサ電極に対してオフセットされ、その結果、ファイバのアライメントの間とスプライスの前に、ファイバ先端は電極に向かって傾けられた。生じたスプライスは、約１．５°〜２．０°に集中された傾斜角度の範囲を含む。
【００３２】
図１５は、ｂｐｐの増加の選択された量又は範囲にビームｂｐｐを増加するための例示的な方法１５００を示す。１５０２で、ｂｐｐの増加量は、第１のファイバから第２のファイバへ伝搬するビームに対して選択される。１５０４で、第１のファイバと第２のファイバとの間の傾斜角度は、選択されたｂｐｐの増加に基づき選択される。典型的な例では、傾斜角度は、第１のファイバと第２のファイバとの長手方向軸又は端面の間の角度に対応できる。１５０６で、第１のファイバと第２のファイバとの端面は、例えば、融着スプライスで結合され、１５０４で選択された傾斜角度を形成し、１５０２で選択されたｂｐｐの増加に対応するビーム用のｂｐｐの増加を生じる。傾斜角度は、通常、０．２°〜５°の範囲で選択され、より典型的には約０．５°〜約１．５°の範囲である。図１６では、方法１６００が示されており、方法は、１６０２で、第１のファイバから第２のファイバまで伝搬するレーザビームに関連付けられるｂｐｐの増加を選択することを含む。１６０４で、第１のファイバと第２のファイバのうちの一方は、それぞれファイバの長手方向軸が他方のファイバの長手方向軸の一方又は両方からオフセットされて提供され、第１のファイバと第２のファイバとの端部のスプライス位置が接続されるように、位置付けられる。１６０６で、第１のファイバと第２のファイバは一緒に接続される。代表的な例では、オフセットは、１６０６で接続する間、第１のファイバと第２のファイバとの長手方向軸の間に傾斜角度を提供する。
【００３３】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、選択可能なｂｐｐの増加を有するファイバスプライスを生じることができる例示的な融着接続機１７００を示す。融着接続機１７００は、一般に、所定のファイバ形状で第１のファイバ１７０６を受容するように置かれたファイバ受容部分１７０４を有する外側ファイバ固定具部分１７０２と、所定のファイバ形状で第２のファイバ１７１２を受容するように置かれたファイバ受容部分１７１０を有する外側ファイバ固定具部分１７０８とを含む。例えば、外側ファイバ固定具部分１７０２、１７０８に関連する所定のファイバ形状は、ファイバ断面積又は外径であり得る。示されるように、第１のファイバ１７０６の断面積は、第２のファイバ１７１２の断面積と同じである。典型的なファイバ断面積は、６０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３５０μｍ、５００μｍ、６６０μｍ又はそれよりも小さい若しくは大きいクラッド直径に関係することができ、又はいくつかの例では中間値を有することができる。ファイバ断面積はまた、コア、内側クラッド、外側クラッド、バッファ被覆又は他のファイバ層に対して規定され得る。ファイバコアは、シングルモードからフューモードへ、マルチモードへ及ぶことができ、いくつかの例では、６μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２２０μｍ又はより大きいコア直径を含む。
【００３４】
外側ファイバ固定具部分１７０２のファイバ受容部分１７０４は、第１のファイバ１７０６の断面積又は外径に一致され、外側ファイバ固定具部分１７０２に固定された第１のファイバ１７０６の長手方向軸１７１４は、ファイバスプライサ機構１７１８の、電極などのスプライサエネルギー源１７１６と整列する。長手方向軸１７１４は、通常、クラッドに対してオフセットされ得るが、より典型的にはファイバ断面の中心に位置付けられるファイバコア１７２０の中心軸に対応する。外側ファイバ固定具部分１７０８のファイバ受容部分１７１０は、第２のファイバ１７１２の外側クラッド直径に一致せず、典型的にはファイバコア１７２４を中心とする第２のファイバ１７１２の長手方向軸１７２２は、第２のファイバ１７１２を外側ファイバ固定具部分１７０８に固定した状態で、長手方向軸１７１４とスプライサエネルギー源１７１６の上方にオフセットＨだけ移動する。いくつかの例では、高さオフセットＨは、第２のファイバ１７１２の断面積又は外径よりも小さいファイバ断面積又は外径に対応するように外側ファイバ固定具部分１７０８を選択することで生じ得る。更なる例では、並進ステージを用いて、第２のファイバ１７１２又は他の外側ファイバ固定具部分１７０８を動かし、高さオフセットＨを生じることができる。この用語は、便宜上及び他の指定のために使用され、オフセットは、長さ、幅、距離、寸法、シフト等に関連付けることができることを理解されたい。
【００３５】
図１７Ｂを更に参照すると、ｚ軸並進ステージ１７２６、１７２８は、外側ファイバ固定具部分１７０２、１７０８に結合され、第１のファイバ１７０６の端部１７３０と第２のファイバ１７１２の端部１７３２は、互いに近くに移動され得る。いくつかの例では、端部は、コア１７２０、１７２４のうちの一方の１／１０、１／４、１／２又は１つのコア半径に接触、部分的接触又は内部にあり、スプライサエネルギー源１７１６に対して略中心となる。近接及びアライメント精度は、１μｍ〜数μｍ未満の範囲となり得る。ファイバ先端アライメント機構は、端部１７３０、１７３２に結合され、かつスプライサエネルギー源１７１６の近位に置かれるＸ、Ｙ又はＸＹ並進可能な内側ファイバ固定具部分１７３４ａ、１７３４ｂを含むことができ、ファイバコア１７２０、１７２４は他方に対して移動し、アライメントとなり得る。アライメント補助機構１７３６ａ、１７３６ｂは、第１のファイバ１７０６及び第２のファイバ１７１２の一方又は両方に光を結合し、受容ファイバによって受容された光の量を検出することによりファイバ端部１７３０、１７３２のアライメントを補助できる。アライメント補助機構１７３６ａ、１７３６ｂはまた、ファイバ端部１７３０、１７３２の拡大観察を可能にする１つ又は２つ以上のカメラを含むこともできる。アライメント補助機構は、スプライスコントロール１７３８を用いて自動的又は手動で制御され得る。スプライスコントロール１７３８及びパワー源１７４０は、ファイバスプライサ機構１７１８に結合され、スプライサエネルギー源１７１６のためのエネルギーを提供し、ファイバ端部１７３０、１７３２に生じたスプライスのスプライス特徴を制御する。長手方向軸１７２２はオフセットＨを提供されるため、ファイバ端部１７３０、１７３２は、内側ファイバ固定具部分１７３４ａ、１７３４ｂと整列され、長手方向軸１７１４、１７２２はファイバ端部１７３０、１７３２に傾斜角度θを形成する。内側ファイバ固定具部分１７３４は、ばね付勢されたＶ溝を含むことができ、その中にファイバ端部１７３０、１７３２が挿入されて固定され得る。図１７Ｂに示されるように、ファイバ端部１７３２を下向きに付勢する内側ファイバ固定具部分１７３４ｂで固定されたファイバ端部１７３２では、内側と外側ファイバ固定具部分１７０８と１７３４ｂとの間のオフセットＨ及び距離は、傾斜角度θの傾斜量により決定され得る。傾斜角度θなどの傾斜角度は、第２のファイバ１７１２用の傾斜角度θと組み合わせて、２θの対応するスプライス傾斜を生じるように、第１のファイバ１７０６用に提供され得る。
【００３６】
傾斜角度θは、外側ファイバ固定具部分１７０２、１７０８、内側ファイバ固定具部分１７３４ａ、１７３４ｂの一方又は両方と、ファイバ端部１７３０、１７３２のスプライス位置との間のオフセットＨ又は距離、あるいはオフセットＨと距離の両方、あるいは距離を変更することで選択され得る。１つの例では、長手方向軸１７１４、１７２２の両方は上昇されて、スプライス位置からオフセットとなる。次いで、ファイバ先端アライメント機構は、端部１７３０、１７３２を再配置し、生じたスプライスは増加した傾斜角度θを有する。第１のファイバ１７０６から第２のファイバ１７１２へ伝搬するビームのｂｐｐは、選択された傾斜角度θ又は選択されたオフセットＨに対応する量だけ増加される。例えば、傾斜していないスプライスを通って伝搬するビームの第１のｂｐｐは第２のｂｐｐに増加し、傾斜するスプライスを通って伝搬した後のビームの第１のｂｐｐは、第２のｂｐｐよりも大きい第３のｂｐｐに増加する。代替的に、傾斜していないスプライスを通って伝搬するビームの第１のｂｐｐが、傾斜したスプライスを通って伝搬した後と同じままである場合、第１のｂｐｐは第２のｂｐｐに増加する。傾斜角度θが増加するにつれて、ファイバスプライスは破壊、燃焼又は他の損傷をより一層受けやすくなるが、いくつかの例では、０．２°よりも大きく１．５°未満の傾斜角度を有するスプライスサンプルは、８００Ｗ〜４ｋＷの連続パワーで伝搬するビームで重大な割合の損傷を生じることはない。第１のファイバ１７０６と第２のファイバ１７１２は、様々なコア及びクラッド直径を有することができる。いくつかの例では、第１のファイバから第２のファイバまで伝搬するビームに対して、コア１７２４の直径は典型的にコア１７２０よりも大きいか、同じサイズである。クラッド直径は変更することができ、いくつかの例では、第１のファイバ１７０６の外側クラッド直径は、第２のファイバ１７１２の外側クラッド直径よりも大きい、同じサイズ、又は小さくなり得る。いくつかの例では、ｂｐｐの増加は、スプライスで直ちに生じるのではなく、スプライスから下流に、数ｃｍなどの距離で生じる。
【００３７】
図１８は、頂部分１８０２、底部分１８０４を含むファイバ固定具１８００の側方断面を示し、底部分１８０４にＶ溝１８０６を含む。Ｖ溝１８０６の直径に関連するファイバ１８０８は、Ｖ溝１８０６に置かれ、ファイバコア１８１０の中心位置は基準面１８１２に置かれる。Ｖ溝１８０６用に特大とされる外径を有する異なるファイバ１８１４の場合、異なるファイバ１８１４のファイバコア１８１６は上昇され、基準面１８１２から離間する基準面１８１８に位置付けられる。いくつかの例では、Ｖ溝形状は、異なる固定具用に変更され、異なる外径を有するファイバに対応し、又は異なる基準面にファイバ１８０８の基準軸を位置付けることに対応する。更なる例では、Ｖ溝形状は固定されたままにでき、固定具厚みは異なる外径用に、又は異なるオフセットを有するファイバを提供するために変更され得る。例えば、底部分１８０４は、大きな厚みを有することができ、小さな外径を有するファイバに対応し、又はファイバ基準軸を基準面１８１８などの高い基準面に再配置する。異なる例では、深度、幅、Ｖスロープ、カーブ又は直線スライドなどのＶ溝形状は変更され得る。したがって、いくつかの例では、カスタム固定具が製造され得て、接続されるファイバ用の異なるオフセットを提供する。追加の実施形態では、移動ステージは、ファイバ固定具１８００の底部分１８０４などの固定具に結合され、上昇、下降、側方移動の提供、又はファイバ回転を行う。
【００３８】
図１９は、それぞれファイバ固定具１９０６、１９０８に固定された第１のファイバ１９０２及び第２のファイバ１９０４のファイバ配置１９００の例を示す。第１のファイバ１９０２は、角度９０−θだけ第１のファイバ１９０２のコア軸１９１２に対して傾斜した角度襞開端部１９１０を含む。第１のファイバ１９０２のコア軸１９１２は、第２のファイバ１９０４のコア軸１９１４と同一直線となるように整列される。角度襞開端部１９１０は、コア軸１９１４に対して垂直に延在する第２のファイバ１９０４の襞開端部１９１６に近接される。１組の電極などの接続機構１９１８は、角度襞開端部１９１０と襞開端部１９１６を一緒に融着接続するように置かれ、傾斜角度θに基づきファイバの一方からファイバの他方まで伝搬するビームのｂｐｐの増加を生じるスプライスを形成する。いくつかの例では、第１のファイバ１９０２と第２のファイバ１９０４の両方は、角度襞開端部を有することができ、長手方向軸１９１２、１９１４は互いに対して回転され得て、回転に基づき変化するスプライスでの傾斜角度を規定する。
【００３９】
図２０では、第１のファイバ２００２は、第１のファイバ２００２の角度襞開端部２００６と第１のファイバ２００２のコア軸２００８を接続機構２０１０に隣接するスプライス位置に配置するファイバ固定具２００４に固定される。角度襞開端部２００６は、コア軸２００８に垂直な平面に対して角度θ１にある。第２のファイバ２０１２は、対応するファイバ固定具２０１４に固定され、第２のファイバ２０１２のコア軸２０１６はコア軸２００８に対して傾斜角度θ２に延在し、角度襞開端部２００６で第１のファイバ２００２のコア軸２００８とほぼ交差する。傾斜角度θ２は、角度θ１と同じであり得て、角度襞開端部２００６はスプライス位置で第２のファイバ２０１２の襞開端部２０１８と平行であり、かつ近接する。
【００４０】
図２１は、それぞれ固定具２１０６、２１０８に固定された第１のファイバ２１０２及び第２のファイバ２１０４の別の例示的なスプライス配置２１００を示し、それぞれの長手方向軸２１１０、２１１２は傾斜角度θで角度を付け、スプライサ機構エネルギー源２１１４のスプライス位置で交差する。第１のファイバ２１０２及び第２のファイバ２１０４は、それぞれ長手方向軸２１１０、２１１２に垂直であるそれぞれ襞開端部２１１６、２１１８を含む。襞開端部２１１６、２１１８を接合する融着接続は、第１のファイバ２１０２と第２のファイバ２１０４との間に傾斜角度を提供し、一方のファイバから他方のファイバまで伝搬するビームのｂｐｐに増加をもたらす。
【００４１】
例示された実施形態を参照して開示された技術の原理を説明し、図示したが、例示された実施形態はそのような原理から逸脱することなく構成及び詳細に関して変更することができる。例えば、スプライス傾斜角度制御、傾斜角度とｂｐｐ選択等の例示された実施形態の要素は、融着接続機のソフトウェア又はハードウェア、あるいは融着接続機に結合されたコントローラ又はコンピュータにおいて実装され得る。また、任意の例からの技術は、他の例のうちの任意の１つ又は２つ以上で記載された技術と組み合わせることができる。例示された例を参照して記載されたような手順及び機能は、単一ハードウェア又はソフトウェアモジュールにおいて実装され得て、あるいは別個のモジュールが提供できることが理解されよう。上記特定の構成は、便宜上の図示のために提供されており、他の構成も使用可能である。
【００４２】
開示された技術の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を鑑みて、図示された実施形態は代表的な例に過ぎず、本開示の範囲を限定するものではないことを認識するべきである。これらのセクションで特別に言及された代替は、単なる例示であり、本明細書に記載された実施形態の全ての可能な代替を構成するものではない。例えば、本明細書に記載れたシステムの様々な構成要素は、機能及び使用において組み合わせられてもよい。したがって、添付の特許請求の範囲内と趣旨にある全てを請求する。
［形態１］
機器であって、
出力端部を有し、かつ第１のビームパラメータ積（ｂｐｐ）を備える第１のレーザビームを伝搬するのに適する第１のファイバと、前記第１のファイバの前記出力端部にファイバスプライスで接続された入力端部を有して、前記第１のレーザビームを受け取り、前記第１のｂｐｐよりも大きい第２のｂｐｐを備える第２のレーザビームを形成する第２のファイバと、を含むレーザシステムを備え、
前記第１のファイバの前記出力端部と前記第２のファイバの前記入力端部は傾斜角度で接続されており、前記第１のｂｐｐを前記第２のｂｐｐに増加させる、機器。
［形態２］
前記第１のファイバは第１の利得ファイバであり、前記第２のファイバは第２の利得ファイバである、形態１に記載の機器。
［形態３］
前記第２の利得ファイバは前記第１の利得ファイバのコア直径よりも大きいコア直径を有する、形態２に記載の機器。
［形態４］
前記第１のファイバは前記レーザシステムの最終的な利得ファイバであり、前記第２のファイバはパッシブ出力ファイバである、形態１に記載の機器。
［形態５］
前記第１のファイバはパッシブファイバであり、前記第２のファイバはシステムデリバリファイバである、形態１に記載の機器。
［形態６］
前記傾斜角度は、前記ｂｐｐの増加に基づき０．２°〜５．０°の間にある、形態１に記載の機器。
［形態７］
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部の表面と前記第２のファイバの前記入力端部の表面との間の角度に対応する、形態１に記載の機器。
［形態８］
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部での長手方向軸と前記第２のファイバの前記入力端部での長手方向軸との間の角度に対応する、形態１に記載の機器。
［形態９］
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部の表面と前記第１のファイバの前記出力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第１の角度、前記第２のファイバの前記入力端部の表面と前記第２のファイバの前記入力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第２の角度、又は前記第１の角度と前記第２の角度の両方に対応する、形態１に記載の機器。
［形態１０］
前記第１のファイバの前記出力端部と前記第２のファイバの前記入力端部は、それぞれ襞開表面を含む、形態１に記載の機器。
［形態１１］
方法であって、
第１のファイバから第２のファイバまでレーザビーム伝搬に関連付けられたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加を選択することと、
前記選択されたｂｐｐの増加に基づき前記第１のファイバと前記第２のファイバとの間の傾斜角度を選択することと、
前記選択された傾斜角度で前記第１のファイバを前記第２のファイバに結合することと、を含む方法。
［形態１２］
前記結合することは、前記第１のファイバを前記第２のファイバに接続することを含む、形態１１に記載の方法。
［形態１３］
接続することの前に、前記第１のファイバの長手方向軸が前記第２のファイバの長手方向軸から、又はスプライサエネルギー源から軸方向にオフセットするように、前記第１のファイバと前記第２のファイバを位置付け、前記オフセットは前記選択された傾斜角度に関連付けられていることを更に含む形態１２に記載の方法。
［形態１４］
前記オフセットは、前記第１のファイバと前記第２のファイバのうちの少なくとも一方を、前記第１のファイバと前記第２のファイバのうちの少なくとも一方と異なる選択された形状のファイバの固定に関連付けられたファイバ固定具に位置付けることで生じる、形態１３に記載の方法。
［形態１５］
前記選択された形状は選択されたファイバ直径である、形態１４に記載の方法。
［形態１６］
前記ファイバ固定具は、前記選択されたファイバ直径を有する固定具一致ファイバであって、前記固定具一致ファイバの前記長手方向軸に垂直な所定の高さで前記Ｖ溝に置かれる固定具一致ファイバの長手方向軸を位置付けるように置かれるＶ溝を含み、前記所定の高さは前記スプライサエネルギー源に対応する、形態１５に記載の方法。
［形態１７］
接続することの前に、前記第１のファイバの入力端部と前記第２のファイバの出力端部を整列し、前記入力端部と前記出力端部が端部対端部で配置されていることを更に含む、形態１３に記載の方法。
［形態１８］
前記傾斜角度は前記第１のファイバの入力表面と前記第２のファイバの出力表面との間の角度に対応する、形態１１に記載の方法。
［形態１９］
前記第１のファイバの長手方向軸と前記第２のファイバの長手方向軸を、前記選択された傾斜角度に対応するように置くことを更に含む、形態１１に記載の方法。
［形態２０］
前記選択されたｂｐｐの増加はｂｐｐの増加の範囲に対応し、実際のｂｐｐの増加は前記範囲内で確率的に変化する、形態１１に記載の方法。
［形態２１］
前記傾斜角度は、前記レーザビームのモードフィールド直径の増加と平坦化を生じるように選択されている、形態１１に記載の方法。
［形態２２］
前記第２のファイバの外側クラッド直径は前記第１のファイバの外側クラッド直径よりも小さい、形態１１に記載の方法。
［形態２３］
機器であって、
第１のファイバの出力端部を第１の位置に、第２のファイバを第２の位置に受けて固定するように置かれたファイバ固定具と、
前記第１のファイバの前記入力端部を前記第２のファイバの前記出力端部の近位に整列するように置かれたファイバ先端アライメント機構と、
前記整列された入力端部と出力端部を接続し、前記第１のファイバから前記第２のファイバまで前記ファイバスプライスを通るビーム伝搬に関連付けられた、選択されたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加に対応する傾斜角度を有するファイバスプライスを形成するように置かれた接続機構と、を備える機器。
［形態２４］
前記接続機構は融着接続機構である、形態２３に記載の機器。
［形態２５］
前記第１の位置と第２の位置は、前記第１のファイバの長手方向軸、前記第２のファイバの長手方向軸、及び前記接続機構に関連付けられたスプライス位置のうちの１つ又は２つ以上の間のオフセットに対応する、形態２３に記載の機器。
［形態２６］
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記スプライスでの長手方向軸と前記第２のファイバの前記スプライスでの長手方向軸との間の角度に対応する、形態２３に記載の機器。
［形態２７］
前記傾斜角度は、前記第１のファイバの前記出力端部の出力表面と前記第１のファイバの前記出力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第１の角度、前記第２のファイバの前記入力端部の入力表面と前記第２のファイバの前記入力端部での長手方向軸に垂直な平面との間の第２の角度、又は前記整列された入力端部と出力端部での前記第１の角度と前記第２の角度の組み合わせに対応する、形態２３に記載の機器。
［形態２８］
方法であって、
第１のファイバから第２のファイバまでレーザビーム伝搬に関連付けられたビームパラメータ積（ｂｐｐ）の増加を選択することと、
前記第１のファイバと前記第２のファイバのうちの少なくとも一方を位置付け、前記対応する第１のファイバ又は第２のファイバの長手方向軸が前記第１のファイバと第２のファイバの他方の長手方向軸から、又は前記第１のファイバと第２のファイバとの間のスプライス位置からオフセットされており、前記オフセットは前記選択されたｂｐｐの増加に関連付けられていることと、
前記第１のファイバと第２のファイバを一緒に接続することと、を含む方法。
［形態２９］
前記オフセットは、前記第１のファイバと前記第２のファイバの一方又は両方をそれぞれファイバ固定具部分に位置付けることによって提供されており、
各ファイバ固定具部分は、所定のファイバ寸法に基づき所定の高さで挿入されたファイバの長手方向軸を位置付けることと関連付けられた受容部分形状を有し、前記第１のファイバと前記第２のファイバの一方又は両方は前記対応するファイバ固定具部分の前記所定のファイバ寸法とは異なるファイバ寸法を有する、形態２８に記載の方法。
［形態３０］
接続することの前に、前記第１のファイバの入力端部と前記第２のファイバの出力端部を整列し、前記入力端部と前記出力端部が互いに近接して配置されていることを更に含む、形態２８に記載の方法。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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