(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のモード数で光を伝搬する第１光ファイバと、
前記第１光ファイバと一方の端部が接続され、前記第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多い第２光ファイバと、
前記第２光ファイバから前記第１光ファイバに入射し前記第１光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第１光検知器と、
前記第２光ファイバの他方の端部に接続され、前記第２光ファイバよりも伝搬する光のモード数が少ない第３光ファイバと、
前記第２光ファイバから前記第３光ファイバに入射し前記第３光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第２光検知器と、
を備え、
前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第１光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第１光ファイバのコアとはテーパ状に接続される
ことを特徴とする光モニタ装置。
【請求項２】
所定のモード数で光を伝搬する第１光ファイバと、
前記第１光ファイバと一方の端部が接続され、前記第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多い第２光ファイバと、
前記第２光ファイバから前記第１光ファイバに入射し前記第１光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第１光検知器と、
前記第２光ファイバの他方の端部に接続され、前記第２光ファイバよりも伝搬する光のモード数が少ない第３光ファイバと、
前記第２光ファイバから前記第３光ファイバに入射し前記第３光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第２光検知器と、
を備え、
前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第３光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第３光ファイバのコアとはテーパ状に接続される
ことを特徴とする光モニタ装置。
【請求項３】
前記第１光検知器の受光面の少なくとも一部は前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの接続部よりも前記第１光ファイバ側に位置する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光モニタ装置。
【請求項４】
前記第２光検知器の受光面の少なくとも一部は前記第２光ファイバと前記第３光ファイバとの接続部よりも前記第３光ファイバ側に位置する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光モニタ装置。
【請求項５】
前記第３光ファイバが伝搬する光のモード数は、前記第１光ファイバが伝搬する光のモード数以上とされる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光モニタ装置。
【請求項６】
所定のモード数で光を伝搬する第１光ファイバと、前記第１光ファイバと一方の端部が接続され、前記第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多い第２光ファイバと、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの接続部から漏洩する光の強度を検知する第１光検知器と、を有する光モニタ装置と、
光源部と、
前記第２光ファイバの他方の端部に接続され、前記第２光ファイバよりも伝搬する光のモード数が少ない第３光ファイバと、
前記第２光ファイバから前記第３光ファイバに入射し前記第３光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第２光検知器と、
を備え、
前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第１光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第１光ファイバのコアとはテーパ状に接続され、
前記光源部からの光が前記第１光ファイバ、前記第２光ファイバ、前記第３光ファイバの順に伝搬する
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項７】
所定のモード数で光を伝搬する第１光ファイバと、前記第１光ファイバと一方の端部が接続され、前記第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多い第２光ファイバと、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの接続部から漏洩する光の強度を検知する第１光検知器と、を有する光モニタ装置と、
光源部と、
前記第２光ファイバの他方の端部に接続され、前記第２光ファイバよりも伝搬する光のモード数が少ない第３光ファイバと、
前記第２光ファイバから前記第３光ファイバに入射し前記第３光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第２光検知器と、
を備え、
前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第３光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第３光ファイバのコアとはテーパ状に接続され、
前記光源部からの光が前記第１光ファイバ、前記第２光ファイバ、前記第３光ファイバの順に伝搬する
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項８】
前記第３光ファイバが伝搬する光のモード数は、前記第１光ファイバが伝搬する光のモード数以上とされる
ことを特徴とする請求項６または７に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モニタ装置及びレーザ装置に関し、特に、コアを所定の方向に伝搬する光をモニタすることができる光モニタ装置及びレーザ装置に関する。
【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。このようなファイバレーザ装置においては、出射する光の強度をモニタリングすることで、レーザ出力動作制御が行われている。
【０００３】
下記特許文献１には、モニタ用の光を分離してモニタする光モニタ装置及びそれを用いたファイバレーザ装置が記載されている。この光モニタ装置では、光ファイバの融着接続点において、クラッドよりも屈折率の高い樹脂でクラッドを被覆し、融着点で樹脂に漏洩した光をモニタ用の光ファイバに入射させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ファイバレーザ装置では、出射した光が加工物等で反射して、戻り光として出射口から入射し、融着点等で漏洩する場合がある。上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置では、この戻り光が、樹脂に漏洩して、モニタ用の光ファイバに入射する懸念がある。この様に、戻り光がモニタ用の光ファイバに入射すると、正確な光強度モニタリングが困難となる可能性がある。従って、戻り光の影響が抑制された、出射すべき光の一部を適切にモニタすることができる光モニタ装置が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、所定の方向に伝搬する光をモニタすることができる光モニタ装置及びレーザ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光モニタ装置は、所定のモード数で光を伝搬する第１光ファイバと、前記第１光ファイバと一方の端部が接続され、前記第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多い第２光ファイバと、前記第２光ファイバから前記第１光ファイバに入射し前記第１光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第１光検知器と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
第２光ファイバは、第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多いため、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光のうち、第１光ファイバで許容する光のモードより大きなモードの光は、第１光ファイバから漏洩し易い。一方、第１光ファイバから第２光ファイバに入射する光は、漏洩しづらい。従って、このような光モニタ装置を用いることで、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光を第１光検知器で検知する際に、第１光ファイバから第２光ファイバに入射する光の影響を抑制することができる。従って、本発明の光モニタ装置によれば、所定の方向に伝搬する光をモニタすることができる
【０００９】
例えば、このような光モニタ装置は、光源からの光が第１光ファイバから第２光ファイバに伝搬して出射するレーザ装置に有用に用いられる。この場合、加工物で反射してレーザ装置に入射する戻り光は第２光ファイバから第１光ファイバに伝搬するため、第１光ファイバに入射した戻り光を第１光検知器で上記のように検知することができる。
【００１０】
また例えば、このような光モニタ装置は、光源からの光が第２光ファイバから第１光ファイバに伝搬して出射するレーザ装置に有用に用いられる。この場合、出射光が第２光ファイバから第１光ファイバに入射した光を第１光検知器で上記のように検知することができる。
【００１１】
また、上記光モニタ装置において、前記第１光検知器の受光面の少なくとも一部は前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの接続部よりも前記第１光ファイバ側に位置することが好ましい。
【００１２】
このように第１光検知器が配置されることで、第１光ファイバから漏洩する光をより感度よく検知することができる。
【００１３】
また、上記光モニタ装置において、前記第２光ファイバの他方の端部に接続され、前記第２光ファイバよりも伝搬する光のモード数が少ない第３光ファイバと、前記第２光ファイバから前記第３光ファイバに入射し前記第３光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第２光検知器と、を更に備えることが好ましい。
【００１４】
第２光ファイバは、第３光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多いため、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光のうち、第３光ファイバで許容する光のモードより大きなモードの光は、第３光ファイバから漏洩し易い。一方、第３光ファイバから第２光ファイバに入射する光は、漏洩しづらい。従って、このような光モニタ装置を用いることで、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光を第２光検知器で検知する際に、第３光ファイバから第２光ファイバに入射する光の影響を抑制することができる。従って、このような光モニタ装置によれば、上記のように第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光を第２光検知器で検知でき、上記のように第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光を第１光検知器で検知できるため、双方向に光が伝搬する場合に、一方の方向に伝搬する光と他方の方向に伝搬する光とを個別にモニタすることができる。
【００１５】
また、上記光モニタ装置において、前記第２光検知器の受光面の少なくとも一部は前記第２光ファイバと前記第３光ファイバとの接続部よりも前記第３光ファイバ側に位置することが好ましい。
【００１６】
このように第２光検知器が配置されることで、第３光ファイバから漏洩する光をより感度よく検知することができる。
【００１７】
上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続される光モニタ装置において、前記第３光ファイバが伝搬する光のモード数は、前記第１光ファイバが伝搬する光のモード数以上とされることが好ましい。
【００１８】
この場合、第３光ファイバが伝搬する光のモード数が第１光ファイバが伝搬する光のモード数より小さい場合と比べて、第１光ファイバから第２光ファイバを介して第３光ファイバを伝搬する光の損失を低減することができる。従って、第１光ファイバから第３光ファイバにかけて伝搬する光の損失を抑制したい場合に有用である。
【００１９】
上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続される光モニタ装置において、前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第１光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第１光ファイバのコアとはテーパ状に接続されることが好ましい。
【００２０】
第２光ファイバのコアと第１光ファイバのコアとがテーパ状に接続される場合、第１光ファイバと第２光ファイバとの接続強度を高くすることができる。また、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径よりも大きいことにより、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径と同等の場合と比べて、第２光ファイバに入射する光において高次モードの光をより励振されやすくすることができる。従って、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなる。このため、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光を第２光検知器で検知し易くすることができる。また、第１光ファイバのコアと第２光ファイバのコアとがテーパ状に接続されることで屈折率プロファイルが緩やかに変化し、第１光ファイバから第２光ファイバに光が伝搬する際に光が漏洩することを抑制することができる。
【００２１】
また上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続される光モニタ装置において、前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第３光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第３光ファイバのコアとはテーパ状に接続されることが好ましい。
【００２２】
第２光ファイバのコアと第３光ファイバのコアとがテーパ状に接続される場合、第３光ファイバと第２光ファイバとの接続強度を高くすることができる。また、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径よりも大きいことにより、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径と同等の場合と比べて、第２光ファイバに入射する光において高次モードの光をより励振されやすくすることができる。従って、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなる。このため、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光を第１光検知器で検知し易くすることができる。また、第３光ファイバのコアと第２光ファイバのコアとがテーパ状に接続されることで屈折率プロファイルが緩やかに変化し、第３光ファイバから第２光ファイバに光が伝搬する際に光が漏洩することを抑制することができる。
【００２３】
また、本発明のレーザ装置は、所定のモード数で光を伝搬する第１光ファイバと、前記第１光ファイバと一方の端部が接続され、前記第１光ファイバよりも伝搬する光のモード数が多い第２光ファイバと、前記第２光ファイバから前記第１光ファイバに入射し前記第１光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第１光検知器と、を有する光モニタ装置と、光源部と、を備え、前記光源部からの光が前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバを介して出射することを特徴とするものである。
【００２４】
上記のようにこの光モニタ装置によれば、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光を第１光検知器で検知する際に、第１光ファイバから第２光ファイバに入射する光の影響を抑制することができる。従って、所定の方向に伝搬する光の検出により、例えば、出射する光の強度等を調整することができる。
【００２５】
上記レーザ装置において、前記光源部からの光が前記第１光ファイバから前記第２光ファイバに伝搬することが好ましい。
【００２６】
この場合、加工物で反射してレーザ装置に入射して、第２光ファイバから第１光ファイバに伝搬する戻り光を第１光検知器で検知することができる。
【００２７】
上記レーザ装置においては、さらに、前記第２光ファイバの他方の端部に接続され、前記第２光ファイバよりも伝搬する光のモード数が少ない第３光ファイバと、前記第２光ファイバから前記第３光ファイバに入射し前記第３光ファイバから漏洩する光の強度を検知する第２光検知器と、を更に備え、前記光源部からの光が前記第２光ファイバから前記第３光ファイバの順に伝搬することが好ましい。
【００２８】
このような第３光ファイバと第２光検知器とを備えることで、上記戻り光の検出のみならず、第２光ファイバから第３光ファイバに伝搬する光源部からの光の強度を検知することができる。従って、上記戻り光及び光源部からの光の双方向に伝搬する光を個別にモニタすることができる。
【００２９】
上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続されるレーザ装置において、前記第３光ファイバが伝搬する光のモード数は、前記第１光ファイバが伝搬する光のモード数以上とされることが好ましい。
【００３０】
この場合、第３光ファイバが伝搬する光のモード数が第１光ファイバが伝搬する光のモード数より小さい場合と比べて、光源部から出射し、第１光ファイバから第２光ファイバを介して第３光ファイバを伝搬する光の損失を低減することができる。
【００３１】
また、上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続されるレーザ装置において、前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第１光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第１光ファイバのコアとはテーパ状に接続されることが好ましい。
【００３２】
上記のように、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径よりも大きいことにより、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径と同等の場合と比べて、第１光ファイバから第２光ファイバに入射する光から高次モードの光がより励振され易く、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなる。このため、光源部から伝搬し、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光を第２光検知器で検知し易くすることができる。また、第１光ファイバのコアと第２光ファイバのコアとがテーパ状に接続されることで屈折率プロファイルが緩やかに変化し、第１光ファイバから第２光ファイバに光が伝搬する際に光が漏洩することを抑制することができる。
【００３３】
或いは、上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続されるレーザ装置において、前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第１光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第１光ファイバのコアとはステップ状に接続されることが好ましい。
【００３４】
上記のように、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径よりも大きいことにより、第２光ファイバのコアの直径が第１光ファイバのコアの直径と同等の場合と比べて、第１光ファイバから第２光ファイバに入射する光から高次モードの光がより励振され易く、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなる。このため、光源部から伝搬し、第２光ファイバから第３光ファイバに入射する光を第２光検知器で検知し易くすることができる。また、第１光ファイバと第２光ファイバとがステップ状に接続されることで、上記のように第２光ファイバのコアと第１光ファイバのコアとがテーパ状に接続される場合よりも、第２光ファイバから第１光ファイバに伝搬する戻り光をより放出することができる。上記のように光源部からの光は、第１光ファイバから第２光ファイバを介して第３光ファイバを伝搬する。従って、第２光ファイバから第１光ファイバに伝搬する戻り光をより放出することで、光源部を保護することができる。
【００３５】
また、上記のように第１光ファイバ、第２光ファイバ及び第３光ファイバが接続されるレーザ装置において、前記第２光ファイバのコアの直径は、前記第３光ファイバのコアの直径よりも大きく、前記第２光ファイバのコアと前記第３光ファイバのコアとはテーパ状に接続されることが好ましい。
【００３６】
上記のように、第２光ファイバのコアの直径が第３光ファイバのコアの直径よりも大きいことにより、第２光ファイバのコアの直径が第３光ファイバのコアの直径と同等の場合と比べて、第３光ファイバから第２光ファイバに入射する光から高次モードの光がより励振され易く、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなる。このため、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する戻り光を第１光検知器で検知し易くすることができる。また、第２光ファイバのコアと第３光ファイバのコアとがステップ状に接続される場合と比べて、不要な損失を低減することができる。従って、光源部からの光を効率よく伝搬することができる。また、第３光ファイバのコアと第２光ファイバのコアとがテーパ状に接続されることで屈折率プロファイルが緩やかに変化し、第３光ファイバから第２光ファイバに光が伝搬する際に光が漏洩することを抑制することができる。第３光ファイバから第２光ファイバに光が伝搬する際にテーパ面で光が反射することで、第２光ファイバのコアの外周面に対する光の入射角を大きくすることができ、第２光ファイバにおいて戻り光が漏洩して第２検知器で戻り光の検知がしづらくなることを抑制することができる。
【００３７】
また、上記と異なり、前記光源部からの光が前記第２光ファイバから前記第１光ファイバに伝搬するものとしてもよい。
【００３８】
この場合、上記第３光ファイバや第２光検知器を有さない場合であっても、第２光ファイバから第１光ファイバに入射する光源部からの光を第１光モニタ装置で検知することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明によれば、所定の方向に伝搬する光をモニタすることができる光モニタ装置及びレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ装置を示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光モニタ装置の構成を示す概略図である。
【図３】図２の第１光ファイバのコアの直径と、第２光ファイバのコアの直径と、第３光ファイバのコアの直径とが互いに異なる例を示す図である。
【図４】図２の第１光ファイバのコアの直径と、第２光ファイバのコアの直径と、第３光ファイバのコアの直径とが互いに異なる他の例を示す図である。
【図５】実施例、比較例における計測値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る光モニタ装置及び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。
【００４２】
＜光モニタ装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るレーザ装置を示す図である。図１に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ファイバレーザ装置１とされる。ファイバレーザ装置１は、一組の励起光源２０ａ、２０ｂと、増幅用光ファイバ１３と、増幅用光ファイバ１３の両端に接続される第１ダブルクラッドファイバ１２及び第２ダブルクラッドファイバ１４と、第１ダブルクラッドファイバ１２に設けられるコンバイナ４０ａ及び第２ダブルクラッドファイバ１４に設けられるコンバイナ４０ｂと、コンバイナ４０ａに接続される第１共振用ファイバ１１と、コンバイナ４０ｂに接続される第２共振用ファイバ１５と、第１共振用ファイバ１１に設けられる第１ミラーとしての第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）３０ａと、第２共振用ファイバ１５に設けられる第２ミラーとしての第２ＦＢＧ３０ｂと、光モニタ装置５０と、デリバリファイバ１７とを主な構成として備える。
【００４３】
励起光源２０ａは、複数のレーザダイオード２１ａから構成され、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出射する。また、励起光源２０ａのそれぞれのレーザダイオード２１ａは、励起光用ファイバ２２ａに接続されており、レーザダイオード２１ａから出射される励起光は、励起光用ファイバ２２ａを伝播する。励起光用ファイバ２２ａとしては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光用ファイバ２２ａをマルチモード光として伝播する。
【００４４】
また、励起光源２０ｂは、レーザダイオード２１ａと同様の複数のレーザダイオード２１ｂから構成され、励起光源２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１ｂは、励起光用ファイバ２２ｂに接続されており、レーザダイオード２１ｂから出射される励起光は、励起光用ファイバ２２ｂを伝播する。励起光用ファイバ２２ｂは、励起光用ファイバ２２ａと同様の構成とされる。
【００４５】
増幅用光ファイバ１３は、ダブルクラッド構造の光ファイバとされ、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を有している。内側クラッドの屈折率はコアの屈折率よりも低く、外側クラッドの屈折率は内側クラッドの屈折率よりもさらに低くされている。また、コアには励起光源２０ａ，２０ｂから出射される励起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ている。このような、コアを構成する材料としては、例えば、上記活性元素の他に屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられる。上記活性元素としては、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）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、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、外側クラッドを構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂やフッ素等が添加された石英が挙げられる。
【００４６】
第１ダブルクラッドファイバ１２、第２ダブルクラッドファイバ１４は、それぞれ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１３と同様の構成とされる。第１ダブルクラッドファイバ１２は、増幅用光ファイバ１３の一方の端部に融着により接続され、第２ダブルクラッドファイバ１４は、増幅用光ファイバ１３の他方の端部に融着により接続される。
【００４７】
コンバイナ４０ａは、第１ダブルクラッドファイバ１２の増幅用光ファイバ１３側と反対側の端部に設けられる。コンバイナ４０ａにおいて、それぞれの励起光用ファイバ２２ａと、第１ダブルクラッドファイバ１２とが接続されている。具体的には、コンバイナ４０ａにおいて、それぞれの励起光用ファイバ２２ａのコアが、第１ダブルクラッドファイバ１２の内側クラッドに端面接続されている。従って、励起光源２０ａから出射する励起光は、第１ダブルクラッドファイバ１２の内側クラッドを介して、増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射される。
【００４８】
第１共振用ファイバ１１は、例えば、コア及びクラッドを有する光ファイバとされる。第１共振用ファイバ１１は、コンバイナ４０ａにおいて、第１ダブルクラッドファイバ１２に融着により接続され、第１ダブルクラッドファイバ１２のコアと第１共振用ファイバ１１のコアとが接続されている。また、第１共振用ファイバ１１のコアには、第１ＦＢＧ３０ａが設けられている。従って、第１ＦＢＧ３０ａは、第１共振用ファイバ１１及び第１ダブルクラッドファイバ１２を介して、増幅用光ファイバ１３のコアと光学的に結合している。第１ＦＢＧ３０ａは、増幅用光ファイバ１３のコアに添加される活性元素が励起状態とされた場合に放出する自然放出光の一部の波長と同じ波長の光を反射し、反射率が、例えば１００％とされる。
【００４９】
コンバイナ４０ｂは、第２ダブルクラッドファイバ１４の増幅用光ファイバ１３側と反対側の端部に設けられる。コンバイナ４０ｂにおいて、それぞれの励起光用ファイバ２２ｂのコアと、第２ダブルクラッドファイバ１４の内側クラッドとが端面接続されている。従って、励起光源２０ｂから出射する励起光は、第２ダブルクラッドファイバ１４の内側クラッドを介して、増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射される。
【００５０】
第２共振用ファイバ１５は、第１共振用ファイバ１１と同様の構成とされ、コンバイナ４０ｂにおいて、第２ダブルクラッドファイバ１４のコアと第２共振用ファイバ１５のコアとが接続されている。また、第２共振用ファイバ１５のコアには、第２ＦＢＧ３０ｂが設けられている。従って、第２ＦＢＧ３０ｂは、第２共振用ファイバ１５及び第２ダブルクラッドファイバ１４を介して、増幅用光ファイバ１３のコアと光学的に結合している。第２ＦＢＧ３０ｂは、第１ＦＢＧ３０ａが反射する光と同じ波長の光を第１ＦＢＧ３０ａよりも低い反射率で反射する。第２ＦＢＧ３０ｂの反射率は、例えば３０％とされる。
【００５１】
また、第２共振用ファイバ１５のコンバイナ４０ｂ側と反対側の端部には光モニタ装置５０が接続されており、光モニタ装置５０の第２共振用ファイバ１５側と反対側にはデリバリファイバ１７が接続されている。デリバリファイバ１７の構成は、例えは、第２共振用ファイバ１５と同様の構成とされ、デリバリファイバ１７の光モニタ装置５０側と反対側の端部は、例えば、光の出射端とされる。
【００５２】
以上のように、本実施形態のファイバレーザ装置１は、増幅用光ファイバ１３の前方側及び後方側の双方から励起光が入射される双方励起型であって、第１ＦＢＧ３０ａ、第２ＦＢＧ３０ｂ間で共振が行われる共振器型のファイバレーザ装置とされる。
【００５３】
＜光モニタ装置の構成＞
図２は、本実施形態の光モニタ装置５０の構成を示す概略図である。図２に示すように、光モニタ装置５０は、第１光ファイバ５１と、第２光ファイバ５２と、第３光ファイバ５３と、第１高屈折率樹脂６１と、第２高屈折率樹脂６２と、第１光検知器ＰＤ１と、第２光検知器ＰＤ２とを備える。
【００５４】
第１光ファイバ５１は、コア５１ａとコア５１ａの外周面を隙間なく囲むクラッド５１ｂとを有し、当該コア５１ａで所定のモード数で光を伝搬する。第１光ファイバ５１の一方の端部は、特に図示しないが、第２共振用ファイバ１５に接続される。
【００５５】
第１光ファイバ５１の他方の端部は、第２光ファイバ５２の一方の端部と接続される。第２光ファイバ５２は、コア５２ａとコア５２ａの外周面を隙間なく囲むクラッド５２ｂとを有し、第１光ファイバ５１と同じ波長の光を伝搬する場合に、第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で当該光を伝搬する。なお、特に図示しないが、第２光ファイバ５２のクラッド５２ｂが被覆層により被覆されていても良い。
【００５６】
第２光ファイバ５２が第１光ファイバ５１と同じ波長の光を第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で伝搬する構成としては、例えば、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２とが互いに同等とされ、第２光ファイバのクラッド５２ｂに対するコア５２ａの比屈折率差Δ２が、第１光ファイバのクラッド５１ｂに対するコア５１ａの比屈折率差Δ１よりも大きくされることが挙げられる。また例えば、上記比屈折率差Δ１と上記比屈折率差Δ２とが同等とされ、上記直径ｒ２が上記直径ｒ１よりも大きくされることが挙げられる。
【００５７】
第２光ファイバ５２の他方の端部は、第３光ファイバ５３の一方の端部が接続される。第３光ファイバ５３は、コア５３ａとコア５３ａの外周面を隙間なく囲むクラッド５３ｂとを有し、第２光ファイバ５２と同じ波長の光を伝搬する場合に、第２光ファイバ５２が伝搬する光のモード数よりも少ないモード数で当該光を伝搬する。また、第３光ファイバ５３は、第１光ファイバ５１と同じ波長の光を伝搬する場合に、第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数以上のモード数で当該光を伝搬する。第３光ファイバ５３の他方の端部は、特に図示しないが、デリバリファイバ１７に接続されている。
【００５８】
第２光ファイバ５２が第３光ファイバ５３と同じ波長の光を伝搬する場合に、第３光ファイバ５３が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で当該光を伝搬する構成としては、例えば、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３と第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２とが互いに同等とされ、第２光ファイバのクラッド５２ｂに対するコア５２ａの比屈折率差Δ２が、第３光ファイバのクラッド５３ｂに対するコア５３ａの比屈折率差Δ３よりも大きくされることが挙げられる。また例えば、上記比屈折率差Δ３と上記比屈折率差Δ２とが同等とされ、上記直径ｒ２が上記直径ｒ３よりも大きくされることが挙げられる。
【００５９】
第３光ファイバ５３が第１光ファイバ５１と同じ波長の光を第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数以上で伝搬する構成としては、例えば、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３とが互いに同等とされ、第３光ファイバのクラッド５３ｂに対するコア５３ａの比屈折率差Δ３が、第１光ファイバのクラッド５１ｂに対するコア５１ａの比屈折率差Δ１以上とされることが挙げられる。また例えば、上記比屈折率差Δ１と上記比屈折率差Δ３とが同等とされ、上記直径ｒ３が上記直径ｒ１以上とされることが挙げられる。
【００６０】
なお、図２では、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２と、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３とが、互いに同等である場合を示している。
【００６１】
このような、第１光ファイバ５１、第２光ファイバ５２、第３光ファイバ５３の伝搬モード数の組み合わせとしては、例えば、増幅用光ファイバ１３から出射する光を、第１光ファイバ５１がＬＰ０１モードのみで伝搬し、第２光ファイバ５２がＬＰ０１モード、ＬＰ１１モード、ＬＰ２１モード、ＬＰ０２モードで伝搬し、第３光ファイバ５３がＬＰ０１モード、ＬＰ１１モードで伝搬するような組み合わせを挙げることができる。
【００６２】
第１高屈折率樹脂６１は、第１光ファイバ５１における第２光ファイバ５２との接続部を含む部位において、第１光ファイバ５１のクラッド５１ｂの外周面を被覆している。第１高屈折率樹脂６１の屈折率は、第１光ファイバ５１のクラッド５１ｂの屈折率以上とされる。従って、第１光ファイバ５１のコア５１ａから漏洩する光はクラッド５１ｂを介して第１高屈折率樹脂６１に伝搬する。
【００６３】
第１光検知器ＰＤ１は、受光面から入射する光の強度を検知して、当該光の強度に応じた電気信号を出力するよう構成されている。このような光検知器としては、例えばフォトダイオードを挙げることができる。また、第１光検知器ＰＤ１は、第１光ファイバ５１及び第２光ファイバ５２の長手方向において、受光面の少なくとも一部が第１光ファイバ５１と第２光ファイバ５２との接続部よりも第１光ファイバ５１側に位置するように配置され、受光面が第１高屈折率樹脂６１に接している。従って、第１光検知器ＰＤ１は、上記のように第１光ファイバ５１のコア５１ａから漏洩し、第１高屈折率樹脂６１に伝搬する光の強度を検知することができる。なお、上記のように第１光検知器ＰＤ１の受光面が第１高屈折率樹脂６１に接することが光の強度を効率良く検知する観点から好ましいが、当該受光面は第１高屈折率樹脂６１に接していなくても良い。
【００６４】
また、第２高屈折率樹脂６２は、第３光ファイバ５３における第２光ファイバ５２との接続部を含む部位において、第３光ファイバ５３のクラッド５３ｂの外周面を被覆している。また、本実施形態では、第２高屈折率樹脂６２は、第１高屈折率樹脂６１に接しておらず、第１高屈折率樹脂６１と第２高屈折率樹脂６２とは互いに分離している。第２高屈折率樹脂６２の屈折率は、第３光ファイバ５３のクラッド５３ｂの屈折率以上とされる。従って、第３光ファイバ５３のコア５３ａから漏洩する光はクラッド５３ｂを介して第２高屈折率樹脂６２に伝搬する。
【００６５】
第２光検知器ＰＤ２は、第１光検知器ＰＤ１と同様の構成とされる。第２光検知器ＰＤ２は、第３光ファイバ５３及び第２光ファイバ５２の長手方向において、受光面の少なくとも一部が第３光ファイバ５３と第２光ファイバ５２との接続部よりも第３光ファイバ５３側に位置するように配置され、受光面が第２高屈折率樹脂６２に接している。従って、第２光検知器ＰＤ２は、上記のように第３光ファイバ５３のコア５３ａから漏洩し、第２高屈折率樹脂６２に伝搬する光の強度を検知することができる。なお、上記のように第２光検知器ＰＤ２の受光面が第２高屈折率樹脂６２に接することが光の強度を効率良く検知する観点から好ましいが、当該受光面は第２高屈折率樹脂６２に接していなくても良い。
【００６６】
このようなファイバレーザ装置１は、図１において一点鎖線で囲むように、第１ＦＢＧ３０ａと第２ＦＢＧ３０ｂとを含みこれらの間の光学系を光源部２とし、当該光源部２からの光が光モニタ装置５０、デリバリファイバ１７を介して出射されるものと理解することができる。
【００６７】
＜光モニタ装置及びレーザ装置の動作＞
次に光モニタ装置及びファイバレーザ装置１の動作について説明する。
【００６８】
ファイバレーザ装置１においては、まず、励起光源２０ａ、２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１ａ，２１ｂから励起光が出射される。それぞれのレーザダイオード２１ａ，２１ｂから出射する励起光は、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。励起光源２０ａのそれぞれのレーザダイオード２１ａから出射された励起光は、それぞれの励起光用ファイバ２２ａを伝搬して、第１ダブルクラッドファイバ１２を介して、増幅用光ファイバ１３の一方側から増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射する。また、励起光源２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１ｂから出射された励起光は、それぞれの励起光用ファイバ２２ｂを伝搬して、第２ダブルクラッドファイバ１４を介して、増幅用光ファイバ１３の他方側から増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射する。増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射した励起光は、内側クラッドを主に伝播しながら、コアを通過するときにコアに添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起状態にする。
【００６９】
こうして励起光により励起状態とされた活性元素から自然放出光が放出され、この自然放出光を元にして第１ＦＢＧ３０ａと第２ＦＢＧ３０ｂとの間で光の共振が起こる。この共振する光により、増幅用光ファイバ１３において励起された活性元素の誘導放出が生じ、共振する光が増幅される。そして、増幅された光の一部が、第２ＦＢＧ３０ｂを透過して、出射光として第２共振用ファイバ１５から出射する。第２共振用ファイバ１５から出射する光は、光モニタ装置５０に入射して、第１光ファイバ５１、第２光ファイバ５２、第３光ファイバ５３の順に伝搬して、デリバリファイバ１７の一方の端部から入射し、デリバリファイバ１７の他方の端部から出射する。
【００７０】
ところで、光モニタ装置５０においては、上記のように、第２光ファイバ５２は、第１光ファイバ５１が伝搬する光と同じ波長の光を第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で伝搬する。このため、第１光ファイバ５１から第２光ファイバ５２に入射した光の一部から高次モードの光が励振される。この場合、一般的に第２光ファイバ５２を伝搬可能なモードの光の全てが励振される。こうして、第２光ファイバ５２では第１光ファイバ５１よりもモード数の多い光が伝搬する。
【００７１】
また、上記のように、第３光ファイバ５３は、第２光ファイバ５２が伝搬する光と同じ波長の光を第２光ファイバ５２が伝搬する光のモード数よりも少ないモード数で伝搬する。このため、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する光のうち、第３光ファイバ５３が許容するモードの光よりも高次のモードの光は、第３光ファイバ５３のコア５３ａからクラッド５３ｂに漏洩して、さらに第２高屈折率樹脂６２に漏洩する。そして、第２高屈折率樹脂６２に漏洩した光は第２光検知器ＰＤ２により受光され、第２光検知器ＰＤ２からは受光した光の強度に応じた電気信号が出力する。
【００７２】
また、デリバリファイバ１７から出射する光が被加工体等に照射されると、光の一部が被加工体で反射して、戻り光としてデリバリファイバ１７に入射する場合がある。この戻り光は、再び光モニタ装置５０に入射する。デリバリファイバ１７からの戻り光は第３光ファイバ５３に入射する。上記のように、第３光ファイバ５３は、第２光ファイバ５２が伝搬する光と同じ波長の光を第２光ファイバ５２が伝搬する光のモード数よりも少ないモード数で伝搬する。別言すれば、第２光ファイバ５２は第３光ファイバ５３が伝搬する光と同じ波長の光を第３光ファイバ５３が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で伝搬する。このため、第３光ファイバ５３から第２光ファイバ５２に入射した光の一部から高次モードの光が励振される。この場合、一般的に第２光ファイバ５２を伝搬可能なモードの光の全てが励振される。こうして、第２光ファイバ５２では第３光ファイバ５３よりもモード数の多い戻り光が伝搬する。
【００７３】
また、上記のように第２光ファイバ５２は第１光ファイバ５１と同じ波長の光を第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で伝搬する。別言すれば、第１光ファイバ５１は第２光ファイバ５２と同じ波長の光を第２光ファイバ５２が伝搬する光のモード数よりも少ないモード数で伝搬する。このため、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１に入射する光のうち、第１光ファイバ５１が許容するモードの光よりも高次のモードの光は、第１光ファイバ５１のコア５１ａからクラッド５１ｂに漏洩して、さらに第１高屈折率樹脂６１に漏洩する。そして、第１高屈折率樹脂６１に漏洩した光は第１光検知器ＰＤ１により受光され、第１光検知器ＰＤ１からは受光した光の強度に応じた電気信号が出力する。
【００７４】
＜光モニタ装置及びレーザ装置の作用・効果＞
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における光モニタ装置５０によれば、第２光ファイバ５２は、上記のように、第１光ファイバ５１よりも伝搬する光のモード数が多いため、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１に入射する戻り光の一部は第１光ファイバ５１から漏洩し易い。一方、第１光ファイバ５１から第２光ファイバ５２に入射する光源部２からの光は漏洩しづらい。従って、上記ファイバレーザ装置１において、加工物で反射してファイバレーザ装置１に入射する戻り光のうち第２光ファイバから第１光ファイバ５１に入射した戻り光を第１光検知器ＰＤ１検知することができ、このとき光源部２からの光の影響を抑制することができる。
【００７５】
また、第２光ファイバ５２は、上記のように、第３光ファイバ５３よりも伝搬する光のモード数が多いため、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する光源部２からの光の一部は第３光ファイバ５３から漏洩し易い。一方、第３光ファイバ５３から第２光ファイバ５２に入射する上記戻り光は漏洩しづらい。従って、上記ファイバレーザ装置１において、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射した光源部２からの光を第２光検知器ＰＤ２検知することができ、このとき戻り光の影響を抑制することができる。このように本実施形態の光モニタ装置５０によれば、所定の方向に伝搬する光をモニタすることができ、さらに、双方向に伝搬する光における一方の方向に伝搬する光と他方の方向に伝搬する光とを個別にモニタすることができる。
【００７６】
また、上記光モニタ装置５０では、第１光検知器ＰＤ１の受光面の少なくとも一部が第１光ファイバ５１と第２光ファイバ５２との接続部よりも第１光ファイバ５１側に位置するため、第１光ファイバ５１から漏洩する光をより感度よく検知することができる。同様に、上記光モニタ装置５０では、第２光検知器ＰＤ２の受光面の少なくとも一部が第３光ファイバ５３と第２光ファイバ５２との接続部よりも第３光ファイバ５３側に位置するため、第３光ファイバ５３から漏洩する光をより感度よく検知することができる。
【００７７】
また、本実施形態のファイバレーザ装置１の光モニタ装置５０では、第３光ファイバ５３が伝搬する光のモード数が第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数以上とされるため、第３光ファイバ５３が伝搬する光のモード数が第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数より小さい場合と比べて、光源部２から出射し、第１光ファイバ５１から第２光ファイバ５２を介して第３光ファイバ５３を伝搬する光の損失を低減することができる。
【００７８】
以上、本発明について、上記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い。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、レーザ装置として、共振器型のファイバレーザ装置１を例に説明した。しかし、本発明のレーザ装置は、少なくとも第１光ファイバ５１と第２光ファイバ５２と第１光検知器ＰＤ１とを有する光モニタ装置５０を備える限りにおいて、特に限定されない。例えば、光源部２がＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置であっても良く、増幅用光ファイバを用いないレーザ装置であっても良い。
【００８０】
また、上記光モニタ装置５０において、第１光ファイバ５１及び第３光ファイバ５３の一方は必須の構成ではない。光モニタ装置５０が第３光ファイバ５３を備えない場合、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１へ伝搬する光の強度を第１光検知器ＰＤ１により検知することができる。従って、ファイバレーザ装置１において、戻り光の強度を検知することができる。また、光モニタ装置５０が第１光ファイバ５１を備えない場合であっても、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３へ伝搬する光の強度を第２光検知器ＰＤ２により検知することができる。従って、ファイバレーザ装置１において、出射する光の強度を検知することができる。この場合、第３光ファイバ５３を第１光ファイバ５１とし、第２光検知器ＰＤ２を第１光検知器ＰＤ１とし、第２高屈折率樹脂６２を第１高屈折率樹脂６１とすることで、光源部２から出射し、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１へ伝搬する光の強度を第１光検知器ＰＤ１により検知すると理解することができる。
【００８１】
また、図２では、光モニタ装置５０において、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２と、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３とが、互いに同等である場合を示した。しかし、上記実施形態でも言及したように、第２光ファイバ５２が第１光ファイバ５１と同じ波長の光を第１光ファイバ５１が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で伝搬すれば良く、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２と、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１とが異なっていても良い。第２光ファイバ５２が第３光ファイバ５３と同じ波長の光を第３光ファイバ５３が伝搬する光のモード数よりも多いモード数で伝搬すれば良く、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２と、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３とが異なっていても良い。
【００８２】
図３は、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２と、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３とが互いに異なる例を示す図である。なお、図３の例を説明するにあたり、上記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。本例では、コア５１ａのクラッド５１ｂに対する比屈折率差Δ１、コア５２ａのクラッド５２ｂに対する比屈折率差Δ２、コア５３ａのクラッド５３ｂに対する比屈折率差Δ３が互いに同等とされ、直径ｒ１、直径ｒ３、直径ｒ２の順に大きくされる。従って、第１光ファイバ５１を伝搬する光のモード数、第３光ファイバ５３を伝搬する光のモード数、第２光ファイバ５２を伝搬する光のモード数の順に大きくされている。
【００８３】
また、本例では、第１光ファイバ５１のコア５１ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがテーパ状に接続され、第１光ファイバ５１のクラッド５１ｂと第２光ファイバ５２のクラッド５２ｂとがテーパ状に接続されている。また、本例では、第３光ファイバ５３のコア５３ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがテーパ状に接続され、第３光ファイバ５３のクラッド５３ｂと第２光ファイバ５２のクラッド５２ｂとがテーパ状に接続されている。
【００８４】
第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径が第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径よりも大きいことにより、上記実施形態の場合のように第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２とが同等である場合と比べて、第１光ファイバ５１から第２光ファイバ５２に入射する光から高次モードの光がより励振され易くなる。従って、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなり、光源部２から伝搬し、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する光を第２光検知器ＰＤ２で検知し易くすることができる。
【００８５】
また、第１光ファイバ５１のコア５１ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがテーパ状に接続されることで、第１光ファイバと第２光ファイバとの接続強度を高くすることができる。また、第１光ファイバ５１のコア５１ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがテーパ状に接続されることで屈折率プロファイルが緩やかに変化し、第１光ファイバ５１から第２光ファイバ５２に光が伝搬する際に光が漏洩することを抑制することができる。従って、光源部２からの光が第２光ファイバ５２で漏洩することを抑制することができる。
【００８６】
また、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径が第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径よりも大きいことにより、上記実施形態の場合のように第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３と第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２とが同等である場合と比べて、第３光ファイバ５３から第２光ファイバ５２に入射する光から高次モードの光がより励振され易くなる。従って、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１に入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなり、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１に入射する戻り光を第１光検知器ＰＤ１で検知し易くすることができる。
【００８７】
また、第３光ファイバ５３のコア５３ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがテーパ状に接続されることで、第３光ファイバと第２光ファイバとの接続強度を高くすることができる。第３光ファイバ５３のコア５３ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがテーパ状に接続されることで屈折率プロファイルが緩やかに変化し、第３光ファイバ５３から第２光ファイバ５２に光が伝搬する際に光が漏洩することを抑制することができる。従って、戻り光が第２光ファイバ５２で漏洩することを抑制することができ、第１光検知部ＰＤ１で光を検知し易くすることができる。
【００８８】
また、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３と、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２とが異なる場合に、コア５３ａとコア５２ａとがステップ状に接続される場合、光源部２からの光が第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する際に漏洩し易い。この漏洩する光には、第３光ファイバ５３で伝搬可能なモードの光も含む。従って、本例のように、コア５３ａとコア５２ａとがテーパ状に接続されることで、テーパとされる部位で、コア５２ａからコア５３ａに光を集光して、意図しない光の損失を抑制することができる。
【００８９】
図４は、第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と、第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２と、第３光ファイバ５３のコア５３ａの直径ｒ３とが互いに異なる他の例を示す図である。なお、図４の例を説明するにあたり、上記図３の例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。本例では、第１光ファイバ５１のコア５１ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがステップ状に接続され、第１光ファイバ５１のクラッド５１ｂと第２光ファイバ５２のクラッド５２ｂとがステップ状に接続されている点において、上記図３の例と異なる。本例においても、上記実施形態の場合のように第１光ファイバ５１のコア５１ａの直径ｒ１と第２光ファイバ５２のコア５２ａの直径ｒ２とが同等である場合と比べて、第１光ファイバ５１から第２光ファイバ５２に入射する光から高次モードの光がより励振され易くなる。従って、本例においても、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する光のうち、高次モードの光の割合が高くなり、光源部２から伝搬し、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する光を第２光検知器ＰＤ２で検知し易くすることができる。また、本例の場合、第２光ファイバ５２から第１光ファイバ５１に入射する戻り光を、第２光ファイバ５２から第３光ファイバ５３に入射する際に漏洩し易くすることができる。従って、戻り光をより除去して光源部２を保護する観点からは、本例のように、コア５１ａとコア５２ａとがステップ状に接続されることが好ましい。
【００９０】
なお、特に図を示さないが、第３光ファイバ５３のコア５３ａと第２光ファイバ５２のコア５２ａとがステップ状に接続されても良い。
【００９１】
また、上記実施形態のファイバレーザ装置１では、光モニタ装置５０が増幅された光が出射するデリバリファイバ１７に接続された。しかし、本発明の光モニタ装置５０はレーザが光ファイバを伝搬する他の部位に配置することができる。例えば、上記実施形態の励起光用ファイバ２２ａ，２２ｂや、第１共振用ファイバ１１の途中等に設けても良い。また、ＭＯ−ＰＡ型のファイバレーザ装置であれば、マスターオシレータとパワーアンプとの間に本発明の光モニタ装置を設けても良い。
【００９２】
以下、実施例及び比較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。
【００９３】
（実施例）
上記実施形態のファイバレーザ装置１の光モニタ装置５０において、第１光ファイバ５１及び第３光ファイバ５３を伝搬する光のモード数が単一の光ファイバで構成し、第２光ファイバ５２を伝搬する光のモード数が３の光ファイバで構成した。
【００９４】
（比較例）
上記実施形態のファイバレーザ装置１の光モニタ装置５０において、第２光ファイバ５２を第１光ファイバ５１及び第３光ファイバ５３と同様に伝搬する光のモード数が単一の光ファイバで構成した点においてのみ、上記実施例と異ならせた。
【００９５】
実施例、比較例のファイバレーザ装置から光の反射が生じない加工物に光を照射し、実施例、比較例の第２光検知器ＰＤ２からの出力を計測した。つまり、実施例、比較例における出射光のパワーを計測した。その結果を図５に示す。図５に示す通り、実施例と比較例とで、差が計測されなかった。
【００９６】
次に、実施例、比較例のファイバレーザ装置から光の一部を反射する加工物に光を照射し、実施例、比較例の第２光検知器ＰＤ２からの出力を計測し、実施例、比較例における出射光のパワーを計測した。その結果を図５に示す。図５に示す通り、実施例は、光の反射が生じない加工物に光を照射した場合の出射光のパワーと差が小さかったが、比較例は、光の反射が生じない加工物に光を照射した場合の出射光のパワーとの差が実施例よりも大きい結果となった。これは、比較例の場合、第３光ファイバ５３から第２光ファイバ５２に入射する光の漏洩が、実施例よりも大きいためと考えられる。
【００９７】
以上の実施例、比較例より、本発明の光モニタ装置によれば、所定の方向に伝搬する光をモニタすることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上説明したように、本発明によれば、所定の方向に伝搬する光をモニタすることができる光モニタ装置及びレーザ装置が提供され、加工機や医療用レーザ装置等の分野で利用することが期待される。
【符号の説明】
【００９９】
１・・・ファイバレーザ装置
２・・・光源部
１３・・・増幅用光ファイバ
１７・・・デリバリファイバ
２０ａ・・・励起光源
２０ｂ・・・励起光源
５０・・・光モニタ装置
５１・・・第１光ファイバ
５２・・・第２光ファイバ
５３・・・第３光ファイバ
６１・・・第１高屈折率樹脂
６２・・・第２高屈折率樹脂
ＰＤ１・・・第１光検知器
ＰＤ２・・・第２光検知器
【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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