(57)【要約】【課題】  パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行う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。【解決手段】  ファイバレーザ装置１は、Ｑスイッチ１２によりパルス状とされた所定波長の光を出射する種光源１０と、種光源１０から出射する所定波長の光を増幅する増幅用光ファイバ２２と、増幅用光ファイバ２２から出射する所定波長の光の一次散乱光及び二次散乱光を誘導ラマン散乱により発生させる波長変換ユニット３０と、波長変換ユニット３０から出射する光が入射し、一次散乱光を透過すると共に所定波長の光及び二次散乱光の透過を抑制する光フィルタ４０とを備えることを特徴とする。【選択図】    図１
2016086119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｑスイッチによりパルス状とされた所定波長の光を出射する種光源と、
前記種光源から出射する前記所定波長の光を増幅する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバから出射する前記所定波長の光の一次散乱光及び二次散乱光を誘導ラマン散乱により発生させる波長変換ユニットと、
前記波長変換ユニットから出射する光が入射し、前記一次散乱光を透過すると共に前記所定波長の光及び前記二次散乱光の透過を抑制する光フィルタと、
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】
Ｑスイッチによりパルス状とされた所定波長の光を出射する種光源と、
前記種光源から出射する前記所定波長の光を増幅する増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバから出射する前記所定波長の光の一次散乱光及び二次散乱光を誘導ラマン散乱により発生させる波長変換ユニットと、
前記波長変換ユニットから出射する光が入射し、前記一次散乱光及び前記二次散乱光を透過すると共に前記所定波長の光の透過を抑制する光フィルタと、
を備え、
前記フィルタから出射する光は、前記一次散乱光を吸収し前記二次散乱光を透過する被加工体に照射される
ことを特徴とするファイバレーザ装置。
【請求項３】
前記一次散乱光のパルス幅の長さは１００ｎ秒以上とされる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
【請求項４】
前記一次散乱光のパルス幅の長さは５００ｎ秒以下とされる
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行うことができるファイバレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて加工を行う加工機や、レーザ光を使ったメス等の医療機器等に用いるレーザ装置の一つとして、増幅用光ファイバにより種光を増幅して出射するファイバレーザ装置が用いられている。ファイバレーザ装置には、デューティー比(パルス周期に対するパルス光の幅の比)の小さいパルス状の光を出射するものがある。
【０００３】
このようなファイバレーザ装置から出射する光のパルス時間波形、すなわち１パルス当たりの光のパワーの時間的変化、及び、波長等は、被加工体の材料や厚さ等といった被加工体の性質や、被加工体を如何に加工するかといった加工方法等により決定される。例えば、パルス時間波形が概ね矩形状の光、すなわち、急峻に光のパワーが立ち上がり、一定の光のパワーを所定時間保って、急峻に光のパワーが立ち下がる形状の光を出射するファイバレーザ装置が求められる場合がある。
【０００４】
このようにパルス時間波形が矩形に近い形状の光を出射するファイバレーザ装置が求められる理由は次の通りである。すなわち、必要以上に高いパワーの光が被加工体に照射されると、被加工体からプラズマが発生して、発生したプラズマが光を吸収し、所望の加工ができなくなる場合がある。一方、低いパワーの光が被加工体に照射されると、被加工体をアブレーションすることができずに不要な発熱が生じ、被加工体において意図しない熱ひずみが生じる場合がある。このため、被加工体の材質や加工方法によっては、パルス時間波形が概ね矩形状の光を用いて加工を行いたいという要請があり、上記のファイバレーザ装置が求められるのである。
【０００５】
下記特許文献１には、このようなパルス時間波形が概ね矩形状の光を出射しようとするファイバレーザ装置が記載されている。この特許文献１のファイバレーザ装置は、ＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator−Power Amplifier）型のファイバレーザ装置であり、種光源（ＭＯ）は、パルス時間波形が概ね矩形状の種光を出射する。具体的には、この種光の時間波形は、立ち上がり時間が１ｎ秒程度となる急峻な立ち上がり時間を有し、５ｎ秒程度の所定時間一定のパワーが保たれ、立ち下がり時間が２ｎ秒程度となる急峻な立ち下がり時間を有する。特許文献１によれば、当該種光がファイバ増幅器（ＰＡ）で増幅されて出射することで、ファイバレーザ装置は概ね矩形状の光を出射できるとしている。なお、その際、増幅された光の一部はラマンシフトされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００３−５３６２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ファイバ増幅器における１パルス内での光の増幅率は一定では無い。具体的には、パルスの立ち上がり側の光成分は高い増幅率で増幅される傾向があり、パルスの立ち下がり側に進むにつれ増幅率が低くなる傾向がある。従って、ファイバ増幅器から出射する光のパルス時間波形の形状は、ファイバ増幅器へ入力される種光のパルス時間波形の形状から変形し易く、特許文献１に記載のファイバレーザ装置のように種光源から出射する光のパルス時間波形が概ね矩形状の場合であっても、ファイバ増幅器から出射する光のパルス時間波形は矩形状から変形し易い。特にパルス幅が例えば１００ｎ秒といった具合に長い場合、すなわち１パルス当たりの時間が長い場合には、更にこの傾向が顕著となる。
【０００８】
そこで、本発明は、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行う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】
【０００９】
本発明のファイバレーザ装置は、Ｑスイッチによりパルス状とされた所定波長の光を出射する種光源と、前記種光源から出射する前記所定波長の光を増幅する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバから出射する前記所定波長の光の一次散乱光及び二次散乱光を誘導ラマン散乱により発生させる波長変換ユニットと、前記波長変換ユニットから出射する光が入射し、前記一次散乱光を透過すると共に前記所定波長の光及び前記二次散乱光の透過を抑制する光フィルタと、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
Ｑスイッチによりパルス状とされた光のパルス時間波形は概ねガウス分布形状をしている。このような形状の光を増幅用光ファイバで増幅させると、当該形状を保ちつつ増幅させることができる。この性質は、増幅される光のパルス幅が長い場合であっても然程変わらない。そして、このガウス分布形状の光のうち、波長変換ユニットにおいてある特定のパワー密度より高いパワー密度となる光成分が誘導ラマン散乱により波長シフトして一次散乱光となる。一次散乱光とならない光成分は、ガウス分布形状における裾引き部分を含むパワー密度の低い光であり、所定波長のままとされる。また、一次散乱光のうち、上記特定のパワー密度とは別の特定のパワー密度よりも高いパワー密度となる光成分が誘導ラマン散乱により波長シフトして二次散乱光となる。二次散乱光となる光成分は、ガウス分布形状の頂点部分を含み、パワー密度の高い光である。一次散乱光のパルス時間波形は、ガウス分布形状の光から裾引き部分を含むパワー密度の低い光と頂点部分を含むパワー密度の高い光とが除かれるため、概ね矩形状となる。光フィルタでは、波長変換されない所定波長の光及び二次散乱光の透過が抑制され、一次散乱光は透過する。従って、このファイバレーザ装置は、パルス幅が長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光を出射することができる。このようにして本発明のファイバレーザ装置によれば、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行うことができる。
【００１１】
或いは、本発明のファイバレーザ装置は、Ｑスイッチによりパルス状とされた所定波長の光を出射する種光源と、前記種光源から出射する前記所定波長の光を増幅する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバから出射する前記所定波長の光の一次散乱光及び二次散乱光を誘導ラマン散乱により発生させる波長変換ユニットと、前記波長変換ユニットから出射する光が入射し、前記一次散乱光及び前記二次散乱光を透過すると共に前記所定波長の光の透過を抑制する光フィルタと、を備え、前記フィルタから出射する光は、前記一次散乱光を吸収し前記二次散乱光を透過する被加工体に照射されることを特徴とするものである。
【００１２】
このファイバレーザ装置では、ガウス分布形状における裾引き部分を含む低パワー密度の光は、光フィルタで透過が抑制される。また、二次散乱光となる高パワー密度の光はファイバレーザ装置から出射されるものの被加工体を透過する。従って、このファイバレーザ装置は、一次散乱光により被加工体を加工することができる。この一次散乱光のパルス時間波形は、上記のように概ね矩形状とされる。従って、このファイバレーザ装置によっても、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行うことができる。
【００１３】
また、上記のファイバレーザ装置において、前記一次散乱光のパルス幅の長さは１００ｎ秒以上とされることが好ましい。１００ｎ秒以上という長いパルス幅の光であっても、本発明のファイバレーザ装置によれば、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行うことができる。このように長いパルス幅の光により加工を行うことにより、一次散乱光の吸収率が低い材料を深い位置まで加工することができる。
【００１４】
さらに、この場合、前記一次散乱光のパルス幅の長さは５００ｎ秒以下とされることとしても良い。パルス幅が５００ｎ秒以下の光は、Ｑスイッチ発振で容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行う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】
【００１６】
【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】図１に示すファイバレーザ装置を伝搬する光のパルス時間波形及び波長を示す図である。
【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伝搬する光のパルス時間波形及び波長を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（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。
【００１９】
図１に示すように、ファイバレーザ装置１は、種光を出射する種光源１０と、種光源を増幅するアンプ部２０と、波長変換ユニット３０と、光フィルタ４０とを備える。このようにファイバレーザ装置１は、種光源１０がＭＯ（Master Oscillator）とされ、アンプ部２０がＰＡ（Power Amplifier）とされるＭＯ−ＰＡ型のファイバレーザ装置である。
【００２０】
種光源１０は、連続光を出射する連続光発生部１１と、Ｑスイッチ１２とを主な構成として有する。連続光発生部１１は、例えば、レーザダイオード、ファブリペロー型のファイバレーザ装置や固体レーザ装置等から構成される。Ｑスイッチ１２は、例えば、電気信号で外部から制御できるＡ／Ｏ素子（音響光学素子）から構成され、連続光発生部１１からの光が低損失な状態と高損失な状態とを繰り返すように制御される。
【００２１】
Ｑスイッチ１２がこのように制御されることにより、種光源１０からはパルス状の種光が出射する。この種光のパルス時間形状はガウス分布形状とされる。この種光の波長は、例えば１０６４ｎｍや１０８０ｎｍとされる。種光源１０から出射する種光は、光ファイバ１５に入射し、光ファイバ１５のコアを伝搬する。光ファイバ１５は、例えばシングルモードファイバとされ、この場合、種光は光ファイバ１５をシングルモードの光として伝搬する。
【００２２】
アンプ部２０は、励起光源２１と、増幅用光ファイバ２２と、光カプラ２３とを主な構成として有する。
【００２３】
励起光源２１は、複数のレーザダイオードを有して構成され、後述の増幅用光ファイバ２２に添加される希土類元素を励起する波長の励起光、例えば波長が９１５ｎｍの励起光を出射する。また、励起光源２１のそれぞれのレーザダイオードから出射する励起光は、光ファイバ２５に入射して、光ファイバ２５を伝搬する。光ファイバ２５としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合励起光は光ファイバ２５内をマルチモード光として伝搬する。
【００２４】
増幅用光ファイバ２２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る光ファイバである。コアは、励起光源２１から出射する励起光により励起される希土類元素が添加された石英から成る。上記のように種光の波長が１０６４ｎｍや１０８０ｎｍである場合、添加される希土類としては、イッテルビウム（Ｙｂ）を挙げることができる。また、種光の波長が他の波長であれば他の希土類を用いることができ、上記Ｙｂ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）等を添加することができる。また、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。従って、コアには、上記希土類元素の他に、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加されている。この場合、クラッドは、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英から成る。また、外側クラッドは、例えば、紫外線硬化樹脂から成り、被覆層は、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から成る。
【００２５】
光カプラ２３は、光ファイバ１５及びそれぞれの光ファイバ２５と、増幅用光ファイバ２２の入射端とを接続している。具体的には、光カプラ２３において、光ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ２２のコアに接続されており、さらにそれぞれの光ファイバ２５のコアが、増幅用光ファイバ２２の内側クラッドに接続されている。従って、種光源１０から出射する種光は、増幅用光ファイバ２２のコアに入射し、励起光源２１から出射する励起光は、増幅用光ファイバ２２の内側クラッドに入射する。増幅用光ファイバ２２では、後述のように種光のパワーが増幅され、パワー密度の高い光が出射する。
【００２６】
波長変換ユニット３０には、増幅用光ファイバ２２から出射する光が入射する。波長変換ユニット３０は、例えば光ファイバから成り、増幅用光ファイバ２２で増幅された光が入射する場合に誘導ラマン散乱が生じて、この光の一次散乱光及び二次散乱光が生じるように構成させる。増幅用光ファイバ２２から出射する光の波長が１０６４ｎｍである場合、波長変換ユニットでは、波長が１１２０ｎｍの一次散乱光及び波長が１１７５ｎｍの二次散乱光が生じる。また、増幅用光ファイバ２２から出射する光の波長が１０８０ｎｍである場合、波長変換ユニットでは、波長が１１３５ｎｍの一次散乱光及び波長が１１９０ｎｍの二次散乱光が生じる。
【００２７】
波長変換ユニット３０が光ファイバから成り、波長が１０６４ｎｍや１０８０ｎｍでありパワーが４ｋＷの光が入射する場合、この光ファイバは、例えば、コアの直径が９μｍとされ、全長が４０ｍ程度のシングルモードファイバとされる。
【００２８】
光フィルタ４０には、波長変換ユニット３０から出射する光が入射する。光フィルタ４０は、増幅用光ファイバ２２によって増幅された光の透過が抑制され、この光の一次散乱光を透過し、さらに、この光の二次散乱光の透過が抑制される。つまり、光フィルタ４０は、上記一次散乱光を透過するバンドパスフィルタとされる。上述のように、波長変換ユニットから波長が１０６４ｎｍの光、波長が１１２０ｎｍの一次散乱光、及び、波長が１１７５ｎｍの二次散乱光が出射する場合、例えば、波長が１０９０ｎｍ以下の光及び波長が１１５０ｎｍ以上の光の透過が抑制される構成とされる。また、上述のように、波長変換ユニットから波長が１０８０ｎｍの光、波長が１１３５ｎｍの一次散乱光、及び、波長が１１９０ｎｍの二次散乱光が出射する場合、波長が１１０５ｎｍ以下の光及び波長が１１６５ｎｍ以上の光の透過が抑制される構成とされる。
【００２９】
このような光フィルタ４０としては、ガラス上にフィルタ膜が形成された光フィルタを挙げることができる。このようなフィルタ膜としては、複数種類の誘電体膜が繰り返し積層された誘電体多層膜を挙げることができる。また、光フィルタ４０は、増幅用光ファイバ２２から出射する光の進行方向に対して、フィルタ面が傾斜して配置されることが好ましい。フィルタ面が傾斜して配置されることにより、光フィルタ４０が非透過の光を反射する場合に、反射した光を適切に取り出し易いためである。
【００３０】
次に、このようなファイバレーザ装置１の動作について説明する。
【００３１】
図２は、ファイバレーザ装置１を伝搬する光のパルス時間波形及び波長を示す図である。具体的には、図２は、種光源１０から出射する光、アンプ部２０から出射する光、波長変換ユニット３０から出射する光、光フィルタ４０から出射する光のそれぞれについて、パルス時間波形及び波長を示している。それぞれパルス時間波形及び波長を示す図において、縦軸が光のパワー密度を示し、横軸が時間を示す。なお、以下の説明では、種光源から波長が１０６４ｎｍの光が出射する場合について説明する。
【００３２】
まず、種光源１０のＱスイッチ１２は、予め定められた一定の周期で光が低損失な状態と高損失な状態とを繰り返すようにスイッチング動作をする。そして、連続光発生部１１から出射する光がこのスイッチング動作に同期したパルス状の光とされて、種光源１０からパルス状の種光が一定の周期で出射する。図２に示すように、Ｑスイッチ１２を用いた種光源１０から出射する種光のパルス時間波形はガウス分布形状とされる。また、種光源１０から出射する種光の波長は、上述のように１０６４ｎｍとされる。種光源１０から出射する種光は、光ファイバ１５のコアを伝搬して、光カプラ２３から増幅用光ファイバ２２のコアに入射する。
【００３３】
なお、この種光のデューティー比は、例えば、「種光源１０から種光が出射される周期時間」：「種光源１０から種光が出射している期間（種光のパルス幅の長さ）」が１０：１とされる。本実施形態では、光のパルス幅の長さは、後述のようにファイバレーザ装置１から出射する光のパルス幅の長さが１００ｎ秒以上４００ｎ秒以下となるような長さとされる。
【００３４】
また、励起光源２１のそれぞれのレーザダイオードから励起光が出射する。励起光源２１のそれぞれのレーザダイオードから出射する励起光の波長は、上述のように、例えば９１５ｎｍとされる。そして、それぞれのレーザダイオードから出射する励起光は、光ファイバ２５を伝搬し光カプラ２３から増幅用光ファイバ２２の内側クラッドに入射する。
【００３５】
こうして光カプラ２３から増幅用光ファイバ２２のコアに入射した種光は当該コアを伝搬し、増幅用光ファイバ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搬する。増幅用光ファイバ２２では、励起光がコアを通過する際にコアに添加されている希土類元素に吸収されて、希土類元素は励起される。そして、種光が増幅用光ファイバ２２に入射していない期間では、希土類元素の励起状態が高くなる。一方、パルス状の種光が増幅用光ファイバ２２に入射すると、励起された希土類元素は種光により誘導放出を起こし、この誘導放出により種光のパワーが増幅されて、増幅用光ファイバ２２からパルス状の光が出射する。増幅用光ファイバ２２は、パルス時間波形がガウス分布形状の光が入射すると、入射光に対してパワー密度が増幅したガウス分布形状の光を出射する。従って、図２に示すように、増幅用光ファイバ２２からは、パルス時間波形が種光をパワー密度方向に延伸したガウス分布形状の光が出射する。
【００３６】
増幅用光ファイバ２２から出射した光は、波長変換ユニット３０に入射する。波長変換ユニット３０では、入射した光のうち、ある特定のパワー密度より高いパワー密度の光成分が波長１１２０ｎｍの一次散乱光とされる。更に、波長変換ユニット３０内において一次散乱光とされる光のうち、さらにパワー密度の高い光成分が波長１１７５ｎｍの二次散乱光とされる。そして、波長変換ユニット３０からは、波長変換されない光、一次散乱光及び二次散乱光が出射する。波長変換ユニット３０から出射する光のパルス時間波形は、増幅用光ファイバ２２から出射する光のパルス時間波形と同じである。このうち、図２に示すように、波長変換されない波長１０６４ｎｍの光はガウス分布形状における裾引き部分を含むパワー密度の低い光であり、二次散乱光である波長１１７５ｎｍの光はガウス分布形状の頂点部分を含むパワー密度の高い光である。そして、残りの一次散乱光である波長１１２０ｎｍの光は、波長変換されない光と二次散乱光に挟まれた、パルス時間波形が概ね矩形状の光である。
【００３７】
波長変換ユニット３０から出射する光は、バンドパスフィルタである光フィルタ４０に入射する。上記のように光フィルタ４０は、増幅用光ファイバ２２から出射する光及びこの光の二次散乱光の透過が抑制され、この光の一次散乱光を透過する。従って、一次散乱光である波長１１２０の光は光フィルタ４０を透過し、パワー密度の低い波長１０６４ｎｍの光及びパワー密度の高い波長１１７５ｎｍの光の透過は抑制される。従って、光フィルタ４０からは、パルス時間波形が概ね矩形状の光が出射する。図２では、光フィルタ４０で透過が抑制される波長１０６０ｎｍの光及び波長１１７５ｎｍの光が破線で示されている。また、光フィルタ４０から出射する光のパルス幅の長さは、１００ｎ秒以上４００ｎ秒以下とされる。
【００３８】
光フィルタ４０を透過した光は、それ以上増幅されることなく、ファイバレーザ装置１から出射し、被加工体１００に照射される。この被加工体１００は波長１１２０ｎｍの光を吸収する。従って、被加工体１００は加工される。このように波長１１２０ｎｍの光を吸収する被加工体の材料としては、例えば、ＺｎＯ,Ｓｉ,Ｇｅ,Ｃｕ−Ｌｎ−Ｇａ−Ｓｅを挙げることができる。特に、被加工体１００が、波長１１２０ｎｍの光を５〜５０％で吸収する材料である場合、上記のようにパルス幅の長さが１００ｎ秒以上の長いパルス幅であることにより、深い位置まで光を侵入させて加工することができる。
【００３９】
なお、上記説明では、種光源から波長が１０６４ｎｍの光が出射する場合について説明したが、例えば、種光源から波長１０８０ｎｍの光が出射する場合については、上記説明において一次散乱光の波長を１１３５ｎｍとし、二次散乱光の波長を１１９０ｎｍとすればよい。波長１１３５ｎｍの光を吸収する被加工体の材料としては、例えば、Ｓｉ,ＳｎＯ,ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）を挙げることができる。特に、被加工体１００の材料がＳｉ,ＳｎＯの場合には、波長１１３５ｎｍの吸収率を５〜５０％とすることができ、この場合にも被加工体１００の深い位置まで光を侵入させて加工することができる。
【００４０】
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では、Ｑスイッチによりパルス状とされた種光を増幅しているため、増幅後の光のパルス時間波形も概ねガウス分布形状をしている。そして、光フィルタ４０は、ガウス分布形状における裾引き部分を含むパワー密度の低い光（波長変換されない光）の透過を抑制するため、出射する光のパワー密度は急峻に立ち上がり、急峻に立ち下がる。また、光フィルタ４０は、ガウス分布形状における頂点部分を含むパワー密度の高い光（二次散乱光とされる光）の透過も抑制する。従って、パワー密度の立ち上がり後から立ち下がり前まで一定のパワー密度を保つことができる。これは、パルス幅が長い場合であっても然程変わらない。こうして、本実施形態のファイバレーザ装置１によれば、パルス幅の長い光であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光を出射することができ、この光で被加工体１００の加工を行うことができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して詳細に説明する。なお、特に説明する場合を除き、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００４２】
本実施形態のファイバレーザ装置は、光フィルタ４０が波長変換ユニット３０で生じる二次散乱光を透過する点において、図１に示すファイバレーザ装置１と異なり、他の構成は、図１に示すファイバレーザ装置１と同様とされる。つまり、第１実施形態の光フィルタ４０がバンドパスフィルタであったのに対し、本実施形態のファイバレーザ装置の光フィルタ４０はハイパスフィルタとされる。
【００４３】
図３は、本実施形態に係るファイバレーザ装置を伝搬する光のパルス時間波形及び波長を図２と同様の手法で示す図である。図３に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置では、波長変換ユニット３０から出射する光は、第１実施形態のファイバレーザ装置１と同様とされる。従って、光フィルタ４０には、波長変換されない光、一次散乱光、及び、二次散乱光が入射する。光フィルタ４０では、波長変換されない光の透過が抑制されるため、光フィルタ４０からは一次散乱光及び二次散乱光が出射する。
【００４４】
出射した光は、被加工体１００に照射される。しかし、本実施形態の被加工体１００は、一次散乱光を吸収するものの、二次散乱光と透過する材料から成る。このような材料としては、第１実施形態で例示したように一次散乱光の波長が１１２０ｎｍであり二次散乱光の波長が１１７５ｎｍである場合、例えば、ＺｎＯ,Ｓｉ,Ｇｅ,Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｅ,を挙げることができる。また、このような材料として、一次散乱光の波長が１１３５ｎｍであり二次散乱光の波長が１１９０ｎｍである場合、例えば、Ｓｉ,ＳｎＯ,ＩＴＯを挙げることができる。
【００４５】
図３に示すように、一次散乱光のパルス時間波形は、第１実施形態と同様にして、概ね矩形状をしている。従って、本実施形態のファイバレーザ装置によっても、被加工体１００を選ぶことにより、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行うことができる。
【００４６】
以上、本発明について、第１、第２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。
【００４７】
例えば、光の波長は、上記実施形態で例示した波長に限らない。また、波長変換ユニット３０は、光ファイバから構成されなくても良い。また、光フィルタ４０が誘電体多層膜以外から成るものであっても良い。
【００４８】
また、光のパルス幅は、１００ｎ秒より短くても良く、５００ｎ秒よりも長くても良い。ただし、光のパルス幅が１００ｎ秒以上という長いパルス幅の光により加工を行うことにより、一次散乱光の吸収率が低い材料を深い位置まで加工することができる。また、光のパルス幅が５００ｎ秒以下は、Ｑスイッチ発信により容易に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、パルス幅の長い場合であっても、パルス時間波形が概ね矩形状の光で加工を行うことができるファイバレーザ装置が提供され、加工機や、医療機器といったレーザ光を用いる分野での利用が期待される。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・ファイバレーザ装置
５・・・光出射部
１０・・・種光源
１２・・・Ｑスイッチ
２０・・・アンプ部
２１・・・励起光源
２２・・・増幅用光ファイバ
２５・・・光ファイバ
３０・・・波長変換ユニット
４０・・・光フィルタ
１００・・・被加工体
【図１】
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【図２】
2016086119.tif 000004
【図３】
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