(57)【要約】【課題】レーザファイバのエラーを検知可能なレーザ発振器、及び、エラー検知方法を提供する。【解決手段】  レーザ発振器４００は、レーザ光Ｌを伝播させつつ増幅する第１レーザファイバ４２３を有するプリアンプ部４２０と、レーザ光Ｌの光路における第１レーザファイバ４２３の前段においてレーザ光Ｌを検出するＰＤ４５２と、レーザ光Ｌの光路における第１レーザファイバ４２３の後段においてレーザ光Ｌを検出するＰＤ４５５と、制御部６００と、を備える。制御部６００は、ＰＤ４５２が検出したレーザ光Ｌの第１出力値と、ＰＤ４５５が検出したレーザ光Ｌの第２出力値と、の比較結果に基づいて第１レーザファイバ４２３のエラーを検知する第１エラー検知処理を実行する。【選択図】図２２
2017224679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光である種光を出射する種光源を有する種光出射部と、
前記種光出射部から出射された前記種光を伝播させつつ増幅するレーザファイバと、前記レーザファイバを励起するための励起光を出射する励起光源と、を有するアンプ部と、
前記種光の光路における前記レーザファイバの前段において前記種光を検出する第１光検出素子と、前記種光の光路における前記レーザファイバの後段において前記種光を検出する第２光検出素子と、を有する光検出部と、
少なくとも前記種光源、前記励起光源、及び、前記光検出部の制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１光検出素子が検出した前記種光の第１出力値と、前記第２光検出素子が検出した前記種光の第２出力値と、の比較結果に基づいて前記レーザファイバのエラーを検知する第１エラー検知処理を実行する、
レーザ発振器。
【請求項２】
前記制御部は、前記種光源をオンとすると共に前記励起光源をオフとした状態において、前記第１光検出素子及び前記第２光検出素子により前記種光を検出するように前記光検出部を制御すると共に、前記第１エラー検知処理を実行する、
請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１エラー検知処理として、前記第１出力値と前記第２出力値との出力比を算出し、前記出力比が閾値未満であるか否かを判定し、前記出力比が前記閾値未満である場合に前記レーザファイバのエラーを検知する、
請求項１又は２に記載のレーザ発振器。
【請求項４】
前記光検出部は、前記励起光を検出する第３光検出素子を有し、
前記制御部は、少なくとも前記励起光源をオンとした状態において、前記第３光検出素子が検出した前記励起光の第３出力値が閾値未満である場合に、前記励起光源のエラーを検知する第２エラー検知処理を実行する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ発振器。
【請求項５】
前記制御部は、前記第２エラー検知処理の後に、前記種光源と前記励起光源とをオンとした状態において、前記第２出力値が閾値未満である場合に前記アンプ部のエラーを検知する第３エラー検知処理を実行する、
請求項４に記載のレーザ発振器。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２エラー検知処理及び前記第３エラー検知処理の前に、前記第１エラー検知処理を実行する、
請求項５に記載のレーザ発振器。
【請求項７】
レーザ光である種光を伝播させつつ増幅するレーザファイバを有するレーザ発振器においてエラーを検知するためのエラー検知方法であって、
前記種光の光路における前記レーザファイバの前段において前記種光を検出する第１工程と、
前記種光の光路における前記レーザファイバの後段において前記種光を検出する第２工程と、
前記第１工程において検出した前記種光の第１出力値と、前記第２工程において検出した前記種光の第２出力値と、の比較結果に基づいて前記レーザファイバのエラーを検知する第３工程と、を備える、
エラー検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振器、及び、エラー検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等の加工対象物を複数のチップに切断するために、格子状に設定された切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に改質領域を形成するレーザ加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４５６５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなレーザ加工装置に搭載されるレーザ発振器においては、ファイバレーザが用いられる場合がある。ファイバレーザは、レーザファイバに対して励起光と種光とを導入することにより、種光を増幅して出力する。ファイバレーザにあっては、レーザファイバの劣化等に応じたエラーを検知することが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、レーザファイバのエラーを検知可能なレーザ発振器、及び、エラー検知方法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】
【０００６】
本発明に係るレーザ発振器は、レーザ光である種光を出射する種光源を有する種光出射部と、種光出射部から出射された種光を伝播させつつ増幅するレーザファイバと、レーザファイバを励起するための励起光を出射する励起光源と、を有するアンプ部と、種光の光路におけるレーザファイバの前段において種光を検出する第１光検出素子と、種光の光路におけるレーザファイバの後段において種光を検出する第２光検出素子と、を有する光検出部と、少なくとも種光源、励起光源、及び、光検出部の制御を行う制御部と、を備え、制御部は、第１光検出素子が検出した種光の第１出力値と、第２光検出素子が検出した種光の第２出力値と、の比較結果に基づいてレーザファイバのエラーを検知する第１エラー検知処理を実行する。
【０００７】
このレーザ発振器においては、励起光源からの励起光によってレーザファイバが励起される。これにより、種光出射部からの種光がレーザファイバを伝播されながら増幅される。種光は、第１光検出素子によって、レーザファイバの前段において検出されると共に、第２検出素子によって、レーザファイバの後段において検出される。つまり、このレーザ発振器においては、レーザファイバの前段と後段との両方において種光の出力値（第１及び第２出力値）が取得される。したがって、制御部が、第１エラー検知処理の実行により、種光の第１出力値及び第２出力値の比較結果に基づいて、レーザファイバのエラーを検知することができる。なお、ここでのレーザファイバのエラーとは、例えばレーザファイバの劣化等に応じて、レーザファイバの前段と後段とで種光の出力値が一定以上減少することである。
【０００８】
本発明に係るレーザ発振器においては、制御部は、種光源をオンとすると共に励起光源をオフとした状態において、第１光検出素子及び第２光検出素子により種光を検出するように光検出部を制御すると共に、第１エラー検知処理を実行してもよい。この場合、励起光の影響がない状態において種光の出力値を取得し、その取得した出力値に基づいて第１エラー検知処理を実行することができる。このため、エラーの検知精度が向上する。
【０００９】
本発明に係るレーザ発振器においては、制御部は、第１エラー検知処理として、第１出力値と第２出力値との出力比を算出し、出力比が閾値未満であるか否かを判定し、出力比が閾値未満である場合にレーザファイバのエラーを検知してもよい。この場合、種光の第１出力値と第２出力値との比を所定の閾値と比較することにより、確実にエラーを検知することができる。
【００１０】
本発明に係るレーザ発振器においては、光検出部は、励起光を検出する第３光検出素子を有し、制御部は、少なくとも励起光源をオンとした状態において、第３光検出素子が検出した励起光の第３出力値が閾値未満である場合に、励起光源のエラーを検知する第２エラー検知処理を実行してもよい。この場合、励起光源のエラーを検知することにより、より詳細な故障解析が可能となる。
【００１１】
本発明に係るレーザ発振器においては、制御部は、第２エラー検知処理の後に、種光源と励起光源とをオンとした状態において、第２出力値が閾値未満である場合にアンプ部のエラーを検知する第３エラー検知処理を実行してもよい。この場合、励起光源のエラーの検知が、アンプ部全体のエラーの検知の前に行われることになる。これにより、エラーの原因となる箇所の特定が容易になる。
【００１２】
本発明に係るレーザ発振器においては、制御部は、第２エラー検知処理及び第３エラー検知処理の前に、第１エラー検知処理を実行してもよい。この場合、レーザファイバのエラーの検知、及び、励起光源のエラーの検知が、アンプ全体のエラーの検知の前に行われることになる。これにより、エラーの原因となる箇所の特定がより容易になる。
【００１３】
本発明に係るエラー検知方法は、レーザ光である種光を伝播させつつ増幅するレーザファイバを有するレーザ発振器においてエラーを検知するためのエラー検知方法であって、種光の光路におけるレーザファイバの前段において種光を検出する第１工程と、種光の光路におけるレーザファイバの後段において種光を検出する第２工程と、第１工程において検出した種光の第１出力値と、第２工程において検出した種光の第２出力値と、の比較結果に基づいてレーザファイバのエラーを検知する第３工程と、を備える。
【００１４】
この方法においては、レーザファイバの前段において種光を検出すると共に、レーザファイバの後段においてさらに種光を検出する。換言すれば、この方法においては、レーザファイバの前段と後段との両方において、種光の出力値（第１及び第２出力値）が取得される。したがって、種光の第１出力値及び第２出力値の比較結果に基づいて、レーザファイバのエラーを検知することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レーザファイバのエラーを検知可能なレーザ発振器、及び、エラー検知方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図２】改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。
【図３】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図５】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。
【図６】図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】一実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。
【図８】図７のレーザ加工装置の支持台に取り付けられる加工対象物の斜視図である。
【図９】図７のＸＹ平面に沿ってのレーザ出力部の断面図である。
【図１０】図７のレーザ加工装置におけるレーザ出力部及びレーザ集光部の一部の斜視図である。
【図１１】図９のレーザ出力部におけるλ／２波長板ユニット及び偏光板ユニットの光学的配置関係を示す図である。
【図１２】（ａ）は図９のレーザ出力部のλ／２波長板ユニットにおける偏光方向を示す図であり、（ｂ）は図９のレーザ出力部の偏光板ユニットにおける偏光方向を示す図である。
【図１３】一実施形態のレーザ発振器の全体構成を示す図である。
【図１４】一実施形態のレーザ発振器の正面図である。
【図１５】図１４のレーザ発振器の内部構成を示す図である。
【図１６】図１４のレーザ発振器の内部構成を示す図である。
【図１７】図１４のレーザ発振器の内部構成を示す図である。
【図１８】図１４のレーザ発振器の内部構成を示す図である。
【図１９】図１４のレーザ発振器の内部構成を示す図である。
【図２０】図１４のレーザ発振器の内部構成を示す図である。
【図２１】図７に示された制御部の構成の一部を示すブロック図である。
【図２２】エラー検知方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
一実施形態のレーザ加工装置（後述）では、加工対象物にレーザ光を集光することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１９】
図１に示されるように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅、パルス波形等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の移動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
【００２０】
レーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成される。なお、ここでは、レーザ光Ｌを相対的に移動させるためにステージ１１１を移動させたが、集光用レンズ１０５を移動させてもよいし、或いはこれらの両方を移動させてもよい。
【００２１】
加工対象物１としては、半導体材料で形成された半導体基板や圧電材料で形成された圧電基板等を含む板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示されるように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示されるように、加工対象物１の内部に集光点（集光位置）Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４、図５及び図６に示されるように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。
【００２２】
集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、これらが組み合わされた３次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。切断予定ライン５は、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面３、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。改質領域７を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物１の表面３に限定されるものではなく、加工対象物１の裏面であってもよい。
【００２３】
ちなみに、加工対象物１の内部に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に、加工対象物１の内部に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収される。これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。この場合、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一方、加工対象物１の表面３に改質領域７を形成する場合には、レーザ光Ｌは、表面３に位置する集光点Ｐ近傍にて特に吸収され、表面３から溶融され除去されて、穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）。
【００２４】
改質領域７は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域７としては、例えば、溶融処理領域（一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくとも何れか一つを意味する）、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域７としては、加工対象物１の材料において改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある。加工対象物１の材料が単結晶シリコンである場合、改質領域７は、高転位密度領域ともいえる。
【００２５】
溶融処理領域、屈折率変化領域、改質領域７の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域７と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック）を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域７の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１は、結晶構造を有する結晶材料からなる基板を含む。例えば加工対象物１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ＬｉＴａＯ３、及び、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）の少なくとも何れかで形成された基板を含む。換言すると、加工対象物１は、例えば、窒化ガリウム基板、シリコン基板、ＳｉＣ基板、ＬｉＴａＯ３基板、又はサファイア基板を含む。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。また、加工対象物１は、非結晶構造（非晶質構造）を有する非結晶材料からなる基板を含んでいてもよく、例えばガラス基板を含んでいてもよい。
【００２６】
実施形態では、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することにより、改質領域７を形成することができる。この場合、複数の改質スポットが集まることによって改質領域７となる。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分である。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物１の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することができる。また、実施形態では、切断予定ライン５に沿って、改質スポットを改質領域７として形成することができる。
［一実施形態のレーザ加工装置］
【００２７】
次に、一実施形態のレーザ加工装置について説明する。以下の説明では、水平面内において互いに直交する方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。
［レーザ加工装置の全体構成］
【００２８】
図７に示されるように、レーザ加工装置２００は、装置フレーム２１０と、第１移動機構２２０と、支持台（支持部）２３０と、第２移動機構２４０と、を備えている。更に、レーザ加工装置２００は、レーザ出力部３００と、レーザ集光部５００と、制御部６００と、を備えている。
【００２９】
第１移動機構２２０は、装置フレーム２１０に取り付けられている。第１移動機構２２０は、第１レールユニット２２１と、第２レールユニット２２２と、可動ベース２２３と、を有している。第１レールユニット２２１は、装置フレーム２１０に取り付けられている。第１レールユニット２２１には、Ｙ軸方向に沿って延在する一対のレール２２１ａ，２２１ｂが設けられている。第２レールユニット２２２は、Ｙ軸方向に沿って移動可能となるように、第１レールユニット２２１の一対のレール２２１ａ，２２１ｂに取り付けられている。第２レールユニット２２２には、Ｘ軸方向に沿って延在する一対のレール２２２ａ，２２２ｂが設けられている。可動ベース２２３は、Ｘ軸方向に沿って移動可能となるように、第２レールユニット２２２の一対のレール２２２ａ，２２２ｂに取り付けられている。可動ベース２２３は、Ｚ軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。
【００３０】
支持台２３０は、可動ベース２２３に取り付けられている。支持台２３０は、加工対象物１を支持する。加工対象物１は、例えば、シリコン等の半導体材料からなる基板の表面側に複数の機能素子（フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、又は回路として形成された回路素子等）がマトリックス状に形成されたものである。加工対象物１が支持台２３０に支持される際には、図８に示されるように、環状のフレーム１１に張られたフィルム１２上に、例えば加工対象物１の表面１ａ（複数の機能素子側の面）が貼付される。支持台２３０は、クランプによってフレーム１１を保持すると共に真空チャックテーブルによってフィルム１２を吸着することで、加工対象物１を支持する。支持台２３０上において、加工対象物１には、互いに平行な複数の切断予定ライン５ａ、及び互いに平行な複数の切断予定ライン５ｂが、隣り合う機能素子の間を通るように格子状に設定される。
【００３１】
図７に示されるように、支持台２３０は、第１移動機構２２０において第２レールユニット２２２が動作することで、Ｙ軸方向に沿って移動させられる。また、支持台２３０は、第１移動機構２２０において可動ベース２２３が動作することで、Ｘ軸方向に沿って移動させられる。更に、支持台２３０は、第１移動機構２２０において可動ベース２２３が動作することで、Ｚ軸方向に平行な軸線を中心線として回転させられる。このように、支持台２３０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能となり且つＺ軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられている。
【００３２】
レーザ出力部３００は、装置フレーム２１０に取り付けられている。レーザ集光部５００は、第２移動機構２４０を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。レーザ集光部５００は、第２移動機構２４０が動作することで、Ｚ軸方向に沿って移動させられる。このように、レーザ集光部５００は、レーザ出力部３００に対してＺ軸方向に沿って移動可能となるように、装置フレーム２１０に取り付けられている。
【００３３】
制御部６００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）等によって構成されている。制御部６００は、レーザ加工装置２００の各部の動作を制御する。
【００３４】
一例として、レーザ加工装置２００では、次のように、各切断予定ライン５ａ，５ｂ（図８参照）に沿って加工対象物１の内部に改質領域が形成される。
【００３５】
まず、加工対象物１の裏面１ｂ（図８参照）がレーザ光入射面となるように、加工対象物１が支持台２３０に支持され、加工対象物１の各切断予定ライン５ａがＸ軸方向に平行な方向に合わされる。続いて、加工対象物１の内部において加工対象物１のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Ｌの集光点が位置するように、第２移動機構２４０によってレーザ集光部５００が移動させられる。続いて、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されつつ、各切断予定ライン５ａに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各切断予定ライン５ａに沿って加工対象物１の内部に改質領域が形成される。
【００３６】
各切断予定ライン５ａに沿っての改質領域の形成が終了すると、第１移動機構２２０によって支持台２３０が回転させられ、加工対象物１の各切断予定ライン５ｂがＸ軸方向に平行な方向に合わされる。続いて、加工対象物１の内部において加工対象物１のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Ｌの集光点が位置するように、第２移動機構２４０によってレーザ集光部５００が移動させられる。続いて、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されつつ、各切断予定ライン５ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各切断予定ライン５ｂに沿って加工対象物１の内部に改質領域が形成される。
【００３７】
このように、レーザ加工装置２００では、Ｘ軸方向に平行な方向が加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）とされている。なお、各切断予定ライン５ａに沿ったレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動、及び各切断予定ライン５ｂに沿ったレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動は、第１移動機構２２０によって支持台２３０がＸ軸方向に沿って移動させられることで、実施される。また、各切断予定ライン５ａ間におけるレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動、及び各切断予定ライン５ｂ間におけるレーザ光Ｌの集光点の相対的な移動は、第１移動機構２２０によって支持台２３０がＹ軸方向に沿って移動させられることで、実施される。
【００３８】
図９に示されるように、レーザ出力部３００は、取付プレート３０１と、カバー３０２と、複数のミラー３０３，３０４と、を有している。更に、レーザ出力部３００は、レーザ発振器４００と、シャッタ３２０と、λ／２波長板ユニット（出力調整部、偏光方向調整部）３３０と、偏光板ユニット（出力調整部、偏光方向調整部）３４０と、ビームエキスパンダ（レーザ光平行化部）３５０と、ミラーユニット３６０と、を有している。
【００３９】
取付プレート３０１は、複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器４００、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０を支持している。複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器４００、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０は、取付プレート３０１の主面３０１ａに取り付けられている。取付プレート３０１は、板状の部材であり、装置フレーム２１０（図７参照）に対して着脱可能である。レーザ出力部３００は、取付プレート３０１を介して装置フレーム２１０に取り付けられている。つまり、レーザ出力部３００は、装置フレーム２１０に対して着脱可能である。
【００４０】
カバー３０２は、取付プレート３０１の主面３０１ａ上において、複数のミラー３０３，３０４、レーザ発振器４００、シャッタ３２０、λ／２波長板ユニット３３０、偏光板ユニット３４０、ビームエキスパンダ３５０及びミラーユニット３６０を覆っている。カバー３０２は、取付プレート３０１に対して着脱可能である。
【００４１】
レーザ発振器４００は、直線偏光のレーザ光ＬをＸ軸方向に沿ってパルス発振する。レーザ発振器４００は、後述するように、ＭＯＰＡ（Master  Oscillator  Power  Amplifier）方式のファイバレーザとして構成されている。そのため、レーザ発振器４００では、種光ＬＤ（Laser  Diode／半導体レーザ）及び励起ＬＤの出力のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられることで、レーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦが高速に切り替えられる。レーザ発振器４００から出射されるレーザ光Ｌの波長は、例えば、５００〜５５０ｎｍ、１０００〜１１５０ｎｍ又は１３００〜１４００ｎｍのいずれかの波長帯に含まれる。５００〜５５０ｎｍの波長帯のレーザ光Ｌは、例えばサファイアからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。１０００〜１１５０ｎｍ及び１３００〜１４００ｎｍの各波長帯のレーザ光Ｌは、例えばシリコンからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。レーザ発振器４００から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向は、例えば、Ｙ軸方向に平行な方向である。レーザ発振器４００から出射されたレーザ光Ｌは、ミラー３０３によって反射され、Ｙ軸方向に沿ってシャッタ３２０に入射する。
【００４２】
シャッタ３２０は、機械式の機構によってレーザ光Ｌの光路を開閉する。レーザ出力部３００からのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えは、上述したように、レーザ発振器４００でのレーザ光Ｌの出力のＯＮ／ＯＦＦの切り替えによって実施されるが、シャッタ３２０が設けられていることで、例えばレーザ出力部３００からレーザ光Ｌが不意に出射されることが防止される。シャッタ３２０を通過したレーザ光Ｌは、ミラー３０４によって反射され、Ｘ軸方向に沿ってλ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０に順次入射する。
【００４３】
λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの出力（光強度）を調整する出力調整部として機能する。また、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部として機能する。これらの詳細については後述する。λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を順次通過したレーザ光Ｌは、Ｘ軸方向に沿ってビームエキスパンダ３５０に入射する。
【００４４】
ビームエキスパンダ３５０は、レーザ光Ｌの径を調整しつつ、レーザ光Ｌを平行化する。ビームエキスパンダ３５０を通過したレーザ光Ｌは、Ｘ軸方向に沿ってミラーユニット３６０に入射する。
【００４５】
ミラーユニット３６０は、支持ベース３６１と、複数のミラー３６２，３６３と、を有している。支持ベース３６１は、複数のミラー３６２，３６３を支持している。支持ベース３６１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って位置調整可能となるように、取付プレート３０１に取り付けられている。ミラー３６２は、ビームエキスパンダ３５０を通過したレーザ光ＬをＹ軸方向に反射する。ミラー３６２は、その反射面が例えばＺ軸に平行な軸線回りに角度調整可能となるように、支持ベース３６１に取り付けられている。ミラー３６３は、ミラー３６２によって反射されたレーザ光ＬをＺ軸方向に反射する。ミラー３６３は、その反射面が例えばＸ軸に平行な軸線回りに角度調整可能となり且つＹ軸方向に沿って位置調整可能となるように、支持ベース３６１に取り付けられている。ミラー３６３によって反射されたレーザ光Ｌは、支持ベース３６１に形成された開口３６１ａを通過し、Ｚ軸方向に沿ってレーザ集光部５００（図７参照）に入射する。つまり、レーザ出力部３００によるレーザ光Ｌの出射方向は、レーザ集光部５００の移動方向に一致している。
【００４６】
上述したように、各ミラー３６２，３６３は、反射面の角度を調整するための機構を有している。ミラーユニット３６０では、取付プレート３０１に対する支持ベース３６１の位置調整、支持ベース３６１に対するミラー３６３の位置調整、及び各ミラー３６２，３６３の反射面の角度調整が実施されることで、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸の位置及び角度がレーザ集光部５００に対して合わされる。つまり、複数のミラー３６２，３６３は、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するための構成である。
【００４７】
レーザ集光部５００は、ミラーユニット３６０を通過したレーザ光Ｌを加工対象物１に集光する。図１０に示されるように、レーザ集光部５００は、筐体５０１を有している。筐体５０１の側面には、第２移動機構２４０が取り付けられている。筐体５０１には、ミラーユニット３６０の開口３６１ａとＺ軸方向において対向するように、円筒状の光入射部５０１ａが設けられている。光入射部５０１ａは、レーザ出力部３００から出射されたレーザ光Ｌを筐体５０１内に入射させる。ミラーユニット３６０と光入射部５０１ａとは、第２移動機構２４０によってレーザ集光部５００がＺ軸方向に沿って移動させられた際に（すなわち、ミラーユニット３６０に対してレーザ集光部５００が移動させられた際に）互いに接触することがない距離だけ、互いに離間している。
【００４８】
図示は省略するが、筐体５０１内には、ミラー、反射型空間光変調器、及び４ｆレンズユニットが配置されている。また、筐体５０１には、集光レンズユニット（集光光学系）、駆動機構、及び一対の測距センサが取り付けられている。
【００４９】
Ｚ軸方向に沿って筐体５０１内に進行したレーザ光Ｌは、ミラーによってＸＹ平面に平行な方向に反射され、反射型空間光変調器に入射する。反射型空間光変調器は、ミラーによって反射されたレーザ光Ｌを変調しつつ、当該レーザ光ＬをＸＹ平面に沿って反射する。反射型空間光変調器は、例えば反射型液晶（ＬＣＯＳ：Liquid  Crystal  on  Silicon）の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial  Light  Modulator）である。
【００５０】
ここで、ＸＹ平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器から出射されるレーザ光Ｌの光軸とは、鋭角である角度αをなす。これは、レーザ光Ｌの入射角及び反射角を抑えて回折効率の低下を抑制し、反射型空間光変調器の性能を十分に発揮させるためである。また、反射型空間光変調器では、レーザ光ＬがＰ偏光として反射される。これは、反射型空間光変調器の光変調層に液晶が用いられている場合において、反射型空間光変調器に対して入出射するレーザ光Ｌの光軸を含む平面に平行な面内で液晶分子が傾斜するように、当該液晶が配向されているときには、偏波面の回転が抑制された状態でレーザ光Ｌに位相変調が施されるからである（例えば、特許第３８７８７５８号公報参照）。
【００５１】
４ｆレンズユニットは、反射型空間光変調器の反射面と集光レンズユニットの入射瞳面とが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。これにより、反射型空間光変調器の反射面でのレーザ光Ｌの像（反射型空間光変調器において変調されたレーザ光Ｌの像）が、集光レンズユニットの入射瞳面に転像（結像）される。
【００５２】
集光レンズユニットは、駆動機構を介して筐体５０１に取り付けられている。集光レンズユニットは、支持台２３０に支持された加工対象物１（図７参照）に対してレーザ光Ｌを集光する。駆動機構は、圧電素子の駆動力によって、集光レンズユニットをＺ軸方向に沿って移動させる。
【００５３】
一対の測距センサは、Ｘ軸方向において集光レンズユニットの両側に位置するように、筐体５０１に取り付けられている。各測距センサは、支持台２３０に支持された加工対象物１（図７参照）のレーザ光入射面に対して測距用の光（例えば、レーザ光）を出射し、当該レーザ光入射面によって反射された測距用の光を検出することで、加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する。
【００５４】
レーザ加工装置２００では、上述したように、Ｘ軸方向に平行な方向が加工方向（レーザ光Ｌのスキャン方向）とされている。そのため、各切断予定ライン５ａ，５ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点が相対的に移動させられる際に、一対の測距センサのうち集光レンズユニットに対して相対的に先行する測距センサが、各切断予定ライン５ａ，５ｂに沿った加工対象物１のレーザ光入射面の変位データを取得する。そして、加工対象物１のレーザ光入射面とレーザ光Ｌの集光点との距離が一定に維持されるように、駆動機構が、測距センサによって取得された変位データに基づいて集光レンズユニットをＺ軸方向に沿って移動させる。
［λ／２波長板ユニット及び偏光板ユニット］
【００５５】
上述したように、レーザ集光部５００では、ＸＹ平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器に入射するレーザ光Ｌの光軸と、反射型空間光変調器から出射されるレーザ光Ｌの光軸とが、鋭角である角度αをなす。一方、図９に示されるように、レーザ出力部３００では、レーザ光Ｌの光路がＸ軸方向又はＹ軸方向に沿うように設定されている。そのため、レーザ出力部３００においては、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０を、レーザ光Ｌの出力を調整する出力調整部としてだけでなく、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能させる必要がある。
【００５６】
図１１に示されるように、λ／２波長板ユニット３３０は、ホルダ３３１と、λ／２波長板３３２と、を有している。ホルダ３３１は、Ｘ軸方向に平行な軸線（第１軸線）ＸＬを中心線としてλ／２波長板３３２が回転可能となるように、λ／２波長板３３２を保持している。λ／２波長板３３２は、その光学軸（例えば、fast軸）に対して偏光方向が角度θだけ傾いてレーザ光Ｌが入射した場合に、軸線ＸＬを中心線として偏光方向を角度２θだけ回転させてレーザ光Ｌを出射する（図１２の（ａ）参照）。
【００５７】
偏光板ユニット３４０は、ホルダ３４１と、偏光板（偏光部材）３４２と、光路補正板（光路補正部材）３４３と、を有している。ホルダ３４１は、軸線（第２軸線）ＸＬを中心線として偏光板３４２及び光路補正板３４３が一体で回転可能となるように、偏光板３４２及び光路補正板３４３を保持している。偏光板３４２の光入射面及び光出射面は、所定角度（例えば、ブリュスター角度）だけ傾いている。偏光板３４２は、レーザ光Ｌが入射した場合に、偏光板３４２の偏光軸に一致するレーザ光ＬのＰ偏光成分を透過させ、レーザ光ＬのＳ偏光成分を反射又は吸収する（図１２の（ｂ）参照）。光路補正板３４３の光入射面及び光出射面は、偏光板３４２の光入射面及び光出射面とは逆側に傾いている。光路補正板３４３は、偏光板３４２を透過することで軸線ＸＬ上から外れたレーザ光Ｌの光軸を軸線ＸＬ上に戻す。
【００５８】
偏光板ユニット３４０では、軸線ＸＬを中心線として偏光板３４２及び光路補正板３４３が一体で回転させられ、図１２の（ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に平行な方向に対して偏光板３４２の偏光軸が角度αだけ傾けられる。これにより、偏光板ユニット３４０から出射されるレーザ光Ｌの偏光方向が、Ｙ軸方向に平行な方向に対して角度αだけ傾く。その結果、レーザ集光部５００の反射型空間光変調器においてレーザ光ＬがＰ偏光として反射される。
【００５９】
また、図１２の（ｂ）に示されるように、偏光板ユニット３４０に入射するレーザ光Ｌの偏光方向が調整され、偏光板ユニット３４０から出射されるレーザ光Ｌの光強度が調整される。偏光板ユニット３４０に入射するレーザ光Ｌの偏光方向の調整は、λ／２波長板ユニット３３０において軸線ＸＬを中心線としてλ／２波長板３３２が回転させられ、図１２の（ａ）に示されるように、λ／２波長板３３２に入射するレーザ光Ｌの偏光方向（例えば、Ｙ軸方向に平行な方向）に対するλ／２波長板３３２の光学軸の角度が調整されることで、実施される。
【００６０】
以上のように、レーザ出力部３００において、λ／２波長板ユニット３３０及び偏光板ユニット３４０は、レーザ光Ｌの出力を調整する出力調整部（上述した例では、出力減衰部）としてだけでなく、レーザ光Ｌの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能する。
［一実施形態のレーザ発振器］
【００６１】
図１３に示されるように、レーザ発振器４００は、種光出射部４１０と、プリアンプ部（アンプ部）４２０と、パワーアンプ部（アンプ部）４３０と、レーザ光出射部４４０と、を備えている。レーザ発振器４００は、ＭＯＰＡ方式のファイバレーザとして構成されている。
【００６２】
種光出射部４１０は、種光ＬＤ（種光源）４１１を有している。種光ＬＤ４１１は、パルスジェネレータによって駆動され、種光であるレーザ光Ｌをパルス発振する。種光ＬＤ４１１から出射されたレーザ光Ｌは、ファイバＦ１及びファイバケーブルＦＣ１によってプリアンプ部４２０に伝播させられる。レーザ光Ｌは、所定波長（例えば１０９８ｎｍ）を有している。
【００６３】
プリアンプ部４２０は、アイソレータ４２１と、クラッドモードストリッパ４２２と、第１レーザファイバ（レーザファイバ）４２３と、例えば１つの第１励起ＬＤ（励起光源）４２４と、コンバイナ４２５と、を有している。プリアンプ部４２０では、レーザ光Ｌは、ファイバＦ３，Ｆ４，Ｆ５によって第１レーザファイバ４２３に伝播させられ、第１レーザファイバ４２３で増幅された後、ファイバＦ６，Ｆ７によってパワーアンプ部４３０に伝播させられる。
【００６４】
第１励起ＬＤ４２４は、第１レーザファイバ４２３を励起するための所定波長（例えば９１５ｎｍ）の第１励起光ＰＬ１を出射する。第１励起ＬＤ４２４から出射された第１励起光ＰＬ１は、ファイバＦ２１によってコンバイナ４２５に伝播させられる。コンバイナ４２５は、ファイバＦ６とファイバＦ７との間において第１励起光ＰＬ１をファイバＦ６に結合する。ファイバＦ６に結合された第１励起光ＰＬ１は、第１レーザファイバ４２３に入射し、第１レーザファイバ４２３においてレーザ光Ｌの進行方向とは逆方向に進行する。このように、プリアンプ部４２０では、後方励起の構成が採用されている。
【００６５】
第１レーザファイバ４２３は、第１励起光ＰＬ１によって励起された状態で、種光出射部４１０から出射されたレーザ光Ｌを伝播させることで、レーザ光Ｌを増幅する。つまり、第１レーザファイバ４２３は、種光出射部４１０から出射されたレーザ光（種光）Ｌを伝播させつつ増幅する。アイソレータ４２１は、ファイバＦ３とファイバＦ４との間において戻り光（種光出射部４１０側に進行する光）を遮断する。クラッドモードストリッパ４２２は、ファイバＦ５と第１レーザファイバ４２３との間において、第１レーザファイバ４２３で吸収されなかった第１励起光ＰＬ１を除去する。
【００６６】
パワーアンプ部４３０は、アイソレータ４３１と、バンドパスフィルタ４３２と、クラッドモードストリッパ４３３と、第２レーザファイバ（レーザファイバ）４３４と、例えば複数（ここでは６つ）の第２励起ＬＤ（励起光源）４３５と、コンバイナ４３６と、を有している。パワーアンプ部４３０では、パワーアンプ部４３０では、レーザ光Ｌは、ファイバＦ８，Ｆ９，Ｆ１０によって第２レーザファイバ４３４に伝播させられ、第２レーザファイバ４３４で増幅された後、ファイバＦ１１，Ｆ１２，Ｆ１３によってレーザ光出射部４４０に伝播させられる。
【００６７】
各第２励起ＬＤ４３５は、第２レーザファイバ４３４を励起するための所定波長（例えば９１５ｎｍ）の第２励起光ＰＬ２を出射する。各第２励起ＬＤ４３５から出射された第２励起光ＰＬ２は、ファイバＦ２２によってコンバイナ４３６に伝播させられる。コンバイナ４３６は、ファイバＦ１１とファイバＦ１２との間において第２励起光ＰＬ２をファイバＦ１１に結合する。ファイバＦ１１に結合された第２励起光ＰＬ２は、第２レーザファイバ４３４に入射し、第２レーザファイバ４３４においてレーザ光Ｌの進行方向とは逆方向に進行する。このように、パワーアンプ部４３０では、後方励起の構成が採用されている。
【００６８】
第２レーザファイバ４３４は、第２励起光ＰＬ２によって励起された状態で、プリアンプ部４２０で増幅されたレーザ光Ｌを伝播させることで、レーザ光Ｌを増幅する。つまり、第２レーザファイバ４３４は、レーザ光（種光）Ｌを伝播させつつ増幅する。アイソレータ４３１は、ファイバＦ７とファイバＦ８との間において戻り光（プリアンプ部４２０側に進行する光）を遮断する。バンドパスフィルタ４３２は、プリアンプ部４２０で発生したＡＳＥ（Amplified  Spontaneous  Emission）光を除去する。クラッドモードストリッパ４３３は、ファイバＦ１０と第２レーザファイバ４３４との間において、第２レーザファイバ４３４で吸収されなかった第２励起光ＰＬ２を除去する。
【００６９】
レーザ光出射部４４０は、コリメータ４４１と、アイソレータ（光学部品）４４２と、を有している。コリメータ４４１は、ファイバＦ１３の出射端から出射されたレーザ光Ｌを平行化する。アイソレータ４４２は、戻り光（レーザ発振器４００内に進行する光）を遮断する。アイソレータ４４２の出射端は、パワーアンプ部４３０で増幅されたレーザ光Ｌを外部に出射する出射端４４３を構成している。
【００７０】
レーザ発振器４００では、種光出射部４１０から出射されたレーザ光Ｌの出力、プリアンプ部４２０で増幅されたレーザ光Ｌの出力、パワーアンプ部４３０で増幅されたレーザ光Ｌの出力、及びパワーアンプ部４３０での戻り光の出力がモニタされる。また、第１励起ＬＤ４２４から出射された第１励起光ＰＬ１の出力、及び複数の第２励起ＬＤ４３５から出射された第２励起光ＰＬ２の出力がモニタされる。
【００７１】
種光出射部４１０から出射されたレーザ光Ｌの一部は、第１レーザファイバ４２３の前段に設けられたカプラ４５１を介してファイバＦ３１に入射し、ファイバＦ３１によってＰＤ（第１光検出素子）４５２に伝播させられてＰＤ４５２で検出される。つまり、ＰＤ４５２は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第１レーザファイバ４２３の前段においてレーザ光（種光）Ｌを検出する。ＰＤ４５２は、後述するように、制御部６００に電気的に接続されており、レーザ光Ｌの検出結果を示す信号を制御部６００に出力する。
【００７２】
プリアンプ部４２０で増幅されたレーザ光Ｌの一部は、第１レーザファイバ４２３の後段においてファイバＦ９とファイバＦ１０との間に設けられたカプラ４５４を介してファイバＦ３２に入射し、ファイバＦ３２によってＰＤ（第１光検出素子、第２光検出素子）４５５に伝播させられてＰＤ４５５で検出される。つまり、ＰＤ４５５は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第１レーザファイバ４２３の後段においてレーザ光（種光）Ｌを検出する。一方、ＰＤ４５５は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第２レーザファイバ４３４の前段においてレーザ光（種光）Ｌを検出するともいえる。ＰＤ４５５は、後述するように、制御部６００に電気的に接続されており、レーザ光Ｌの検出結果を示す信号を制御部６００に出力する。
【００７３】
パワーアンプ部４３０で増幅されたレーザ光Ｌの一部は、第２レーザファイバ４３４の後段においてファイバＦ１２とファイバＦ１３との間に設けられたカプラ４５８を介してファイバＦ３４に入射し、ファイバＦ３４によってＰＤ（第２光検出素子）４５９に伝播させられてＰＤ４５９で検出される。つまり、ＰＤ４５９は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第２レーザファイバ４３４の後段においてレーザ光（種光）Ｌを検出する。ＰＤ４５９は、後述するように、制御部６００に電気的に接続されており、レーザ光Ｌの検出結果を示す信号を制御部６００に出力する。
【００７４】
パワーアンプ部４３０の第２レーザファイバ４３４で戻り光（バンドパスフィルタ４３２側に進行する光）が発生した場合、当該戻り光の一部は、カプラ４５４を介してファイバＦ３３に入射し、ファイバＦ３３によってＰＤ４５６に伝播させられてＰＤ４５６で検出される。パワーアンプ部４３０での戻り光の出力は、ＰＤ４５６から出力される信号に基づいてモニタされる。
【００７５】
第１励起ＬＤ４２４から出射された第１励起光ＰＬ１の一部は、ファイバＦ６と第１レーザファイバ４２３との接合部分に配置されたＰＤ（第３光検出素子）４５３に入射してＰＤ４５３で検出される。ＰＤ４５３は、後述するように、制御部６００に電気的に接続されており、レーザ光Ｌの検出結果を示す信号を制御部６００に出力する。
【００７６】
複数の第２励起ＬＤ４３５から出射された第２励起光ＰＬ２の一部は、ファイバＦ１１と第２レーザファイバ４３４との接合部分に配置されたＰＤ４５７に入射してＰＤ（第３光検出素子）４５７で検出される。ＰＤ４５７は、後述するように、制御部６００に電気的に接続されており、レーザ光Ｌの検出結果を示す信号を制御部６００に出力する。以上のように、本実施形態に係るレーザ発振器においては、第１レーザファイバ４２３と第１励起ＬＤ４２４とを含むプリアンプ部４２０に対して、ＰＤ４５２，４５５，４５３を含む光検出部が構成されており、且つ、第２レーザファイバ４３４と第２励起ＬＤ４３５とを含むパワーアンプ部４３０に対して、ＰＤ４５５，４５９，４５７を含む光検出部が構成されている。
【００７７】
図１４に示されるように、レーザ発振器４００は、第１支持プレート４６１と、第２支持プレート４６２と、筐体４７０と、を備えている。筐体４７０には、取付ベース４７１が設けられている。筐体４７０は、第１部分４７０ａと、第２部分４７０ｂと、を有している。第２部分４７０ｂは、第１部分４７０ａに対して着脱可能である。一例として、第１部分４７０ａは、直方体状の形状を呈しており、取付ベース４７１は、第１部分４７０ａの下壁によって構成されている。第２部分４７０ｂは、直方体状の形状を呈しており、第１部分４７０ａの上面に取り付けられている。
【００７８】
第１部分４７０ａは、プリアンプ部４２０、パワーアンプ部４３０及びレーザ光出射部４４０を収容している。第２部分４７０ｂは、種光出射部４１０を収容している。種光出射部４１０からプリアンプ部４２０にレーザ光Ｌを伝播させるファイバケーブルＦＣ１は、第１部分４７０ａと第２部分４７０ｂとの間に掛け渡されている（図９参照）。
【００７９】
第１支持プレート４６１及び第２支持プレート４６２は、第１部分４７０ａに収容されており、互いに対面するように（すなわち、第１支持プレート４６１及び第２支持プレート４６２のそれぞれの厚さ方向が互いに一致し且つ当該厚さ方向から見た場合に第１支持プレート４６１及び第２支持プレート４６２が互いに重なるように）配置されている。第２支持プレート４６２は、取付ベース４７１に対して上側に配置されている。第１支持プレート４６１は、第２支持プレート４６２に対して上側に配置されている。より具体的には、取付ベース４７１の表面４７１ａと第２支持プレート４６２の裏面４６２ｂとが空間を介して互いに対向しており、第２支持プレート４６２の表面４６２ａと第１支持プレート４６１の裏面４６１ｂとが空間を介して互いに対向している。第１支持プレート４６１及び第２支持プレート４６２は、それぞれ、支柱（図示省略）等によって支持されている。
【００８０】
レーザ発振器４００は、取付ベース４７１の裏面４７１ｂが取付プレート３０１の主面３０１ａに接触し且つレーザ光出射部４４０の出射端４４３がミラー３０３に向いた状態で、取付ベース４７１を介して取付プレート３０１に取り付けられている（図９参照）。つまり、レーザ発振器４００は、取付プレート３０１（延いては装置フレーム２１０）に対して着脱可能である。
【００８１】
図１５に示されるように（図１３参照）、第１支持プレート４６１の表面４６１ａには、ファイバコネクタ４０１、アイソレータ４２１、カプラ４５１、クラッドモードストリッパ４２２、第１レーザファイバ４２３、ＰＤ４５３、コンバイナ４２５、アイソレータ４３１、バンドパスフィルタ４３２及びカプラ４５４が取り付けられている。ファイバコネクタ４０１は、ファイバケーブルＦＣ１とファイバＦ３とを互いに接続する。第１レーザファイバ４２３は、ファイバリール（図示省略）によって保持されている。第２レーザファイバ４３４にレーザ光Ｌを伝播させるファイバＦ１０は、第１支持プレート４６１に形成された切欠き４６１ｃを介して、第１支持プレート４６１の表面４６１ａから第２支持プレート４６２の表面４６２ａに延在している。
【００８２】
図１６及び図１７に示されるように、第２支持プレート４６２の表面４６２ａ、裏面４６２ｂ及び側面４６２ｃは、パワーアンプ部４３０の第２レーザファイバ４３４及び複数の第２励起ＬＤ４３５、並びに、プリアンプ部４２０の第１励起ＬＤ４２４等の配置面である。なお、図１７は、第２支持プレート４６２の裏面４６２ｂ側の構成を第２支持プレート４６２の表面４６２ａ側から見た図であり、図１７では、第２支持プレート４６２の表面４６２ａ側の構成が省略されている。
【００８３】
図１６に示されるように（図１３参照）、第２支持プレート４６２の表面４６２ａには、クラッドモードストリッパ４３３、第２レーザファイバ４３４、ＰＤ４５７、コンバイナ４３６、カプラ４５８及びＰＤ４５９が取り付けられている。第２レーザファイバ４３４は、ファイバリール（図示省略）によって保持されている。レーザ光出射部４４０にレーザ光Ｌを伝播させるファイバＦ１３は、第２支持プレート４６２に形成された切欠き４６２ｅを介して、第２支持プレート４６２の表面４６２ａから取付ベース４７１の表面４７１ａに延在している。
【００８４】
第２支持プレート４６２の側面４６２ｃには、ＰＤ４５２，４５５，４５６及び第１励起ＬＤ４２４が取り付けられている。ＰＤ４５２にレーザ光Ｌの一部を伝播させるファイバＦ３１、ＰＤ４５５にレーザ光Ｌの一部を伝播させるファイバＦ３２、及びＰＤ４５６に戻り光を伝播させるファイバＦ３３は、第１支持プレート４６１と筐体４７０の第１部分４７０ａの内面と間に形成された隙間を介して、第１支持プレート４６１の表面４６１ａから第２支持プレート４６２の側面４６２ｃに延在している。コンバイナ４２５に第１励起光ＰＬ１を伝播させるファイバＦ２１は、第１支持プレート４６１と筐体４７０の第１部分４７０ａの内面と間に形成された隙間を介して、第２支持プレート４６２の側面４６２ｃから第１支持プレート４６１の表面４６１ａに延在している。
【００８５】
図１７に示されるように、第２支持プレート４６２の裏面４６２ｂには、複数の第２励起ＬＤ４３５が取り付けられている。コンバイナ４３６に第２励起光ＰＬ２を伝播させるファイバＦ２２は、第２支持プレート４６２に形成された切欠き４６２ｄを介して、第２支持プレート４６２の裏面４６２ｂから第２支持プレート４６２の表面４６２ａに延在している。
【００８６】
図１６及び図１７に示されるように、第２支持プレート４６２には、配管４６２ｆが埋設されている。配管４６２ｆには、冷却水（冷媒）Ｗが循環供給される。これにより、第２支持プレート４６２は、冷却水Ｗの流路が設けられた冷却プレートとして機能する。レーザ発振器４００では、プリアンプ部４２０の第１レーザファイバ４２３が第１支持プレート４６１に配置されている一方で、パワーアンプ部４３０の第２レーザファイバ４３４及び複数の第２励起ＬＤ４３５、並びに、プリアンプ部４２０の第１励起ＬＤ４２４が第２支持プレート４６２に配置されている。これにより、パワーアンプ部４３０の第２レーザファイバ４３４及び複数の第２励起ＬＤ４３５、並びに、プリアンプ部４２０の第１励起ＬＤ４２４が冷却される。
【００８７】
図１８に示されるように、取付ベース４７１の表面４７１ａには、支持部材４０２、コリメータ４４１及びアイソレータ４４２が取り付けられている。つまり、レーザ光出射部４４０は、取付ベース４７１に配置されている。図１９に示されるように、取付ベース４７１の裏面４７１ｂには、凹部４７１ｃが形成されている。凹部４７１ｃの内面には、ＰＤ４５２，４５５，４５６，４５７，４５９から出力される信号の処理基板４０３，４０４、及びメモリ基板４０５が取り付けられている。なお、図１９は、取付ベース４７１の裏面４７１ｂ側の構成を取付ベース４７１の表面４７１ａ側から見た図であり、図１９では、取付ベース４７１の表面４７１ａ側の構成が省略されている。
【００８８】
図２０に示されるように、支持部材４０２は、支持面４０２ａを有している。支持面４０２ａには、パワーアンプ部４３０からレーザ光出射部４４０にレーザ光Ｌを伝播させるファイバＦ１３が配置されている。より具体的には、支持面４０２ａは、第２支持プレート４６２に形成された切欠き４６２ｅの直下から（図１６及び図１８参照）コリメータ４４１の入射端に向かって延在しており、コリメータ４４１に近づくほど下側に位置するように傾斜している。
【００８９】
引き続いて、制御部６００の構成の一部について説明する。図２１は、図７に示された制御部の構成の一部を示すブロック図である。図２１に示されるように、制御部６００は、ＰＤ４５２，４５３，４５５，４５７，４５９に電気的に接続されている。また、制御部６００は、種光ＬＤ４１１、第１励起ＬＤ４２４及び第２励起ＬＤ４３５に電気的に接続されている。制御部６００は、種光制御部６０１、励起光制御部６０２、取得部６０３、算出部６０４、判定部６０５、検知部６０６、及び、報知部６０７を有している。
【００９０】
種光制御部６０１は、種光ＬＤ４１１の制御を行う。より具体的には、種光制御部６０１は、種光ＬＤ４１１の状態をレーザ光（種光）Ｌが出射される状態とする、すなわち、種光ＬＤ４１１をオンとすることや、種光ＬＤ４１１の状態をレーザ光（種光）Ｌが出射されない状態、すなわち、種光ＬＤ４１１をオフとすること等の制御を行う。種光ＬＤ４１１は、種光制御部６０１からの信号に応じて、レーザ光Ｌを出射したり、レーザ光Ｌの出射を停止したりする。
【００９１】
励起光制御部６０２は、第１励起ＬＤ４２４の制御を行う。より具体的には、励起光制御部６０２は、第１励起ＬＤ４２４の状態を第１励起光ＰＬ１が出射される状態とする、すなわち、第１励起ＬＤ４２４をオンとすることや、第１励起ＬＤ４２４の状態を第１励起光ＰＬ１が出射されない状態、すなわち、第１励起ＬＤ４２４をオフとすること等の制御を行う。第１励起ＬＤ４２４は、励起光制御部６０２からの信号に応じて、第１励起光ＰＬ１を出射したり、第１励起光ＰＬ１の出射を停止したりする。
【００９２】
また、励起光制御部６０２は、第２励起ＬＤ４３５の制御を行う。より具体的には、励起光制御部６０２は、第２励起ＬＤ４３５の状態を第２励起光ＰＬ２が出射される状態とする、すなわち、第２励起ＬＤ４３５をオンとすることや、第２励起ＬＤ４３５の状態を第２励起光ＰＬ２が出射されない状態、すなわち、第２励起ＬＤ４３５をオフとすること等の制御を行う。第２励起ＬＤ４３５は、励起光制御部６０２からの信号に応じて、第２励起光ＰＬ２を出射したり、第２励起光ＰＬ２の出射を停止したりする。
【００９３】
取得部６０３は、ＰＤ４５２，４５５，４５９からの検出結果を示す信号を入力することにより、各所におけるレーザ光（種光）Ｌの出力値を取得する。取得部６０３は、取得したレーザ光Ｌの出力値を示す信号を算出部６０４や判定部６０５に送信する。また、取得部６０３は、ＰＤ４５３，４５７からの検出結果を示す信号を入力することにより、第１励起光ＰＬ１及び第２励起光ＰＬ２の出力値を取得する。取得部６０３は、取得した第１励起光ＰＬ１及び第２励起光ＰＬ２の出力値を示す信号を判定部６０５に送信する。
【００９４】
算出部６０４は、取得部６０３からレーザ光Ｌの各所の出力値を示す信号を入力すると共に、入力された出力値の比（出力比）を算出する。算出部６０４は、算出した出力比を示す信号を判定部６０５に送信する。
【００９５】
判定部６０５は、取得部６０３からレーザ光Ｌの出力値を示す信号を入力すると共に、当該出力値が所定の閾値未満であるかの判定を行う。また、判定部６０５は、算出部６０４からレーザ光Ｌの出力比を示す信号を入力すると共に、当該出力比が所定の閾値未満であるかの判定を行う。さらに、判定部６０５は、取得部６０３から第１励起光ＰＬ１及び第２励起光ＰＬ２の出力値を示す信号を入力すると共に、当該出力値が所定の閾値未満であるかの判定を行う。そして、判定部６０５は、判定結果を示す信号を検知部６０６に送信する。
【００９６】
検知部６０６は、判定部６０５からの判定結果を示す信号を入力すると共に、該判定結果に応じて、種光ＬＤ４１１、第１レーザファイバ４２３、第２レーザファイバ４３４、第１励起ＬＤ４２４、第２励起ＬＤ４３５、プリアンプ部４２０、及び、パワーアンプ部４３０のエラーを検知する。検知部６０６は、エラーを検知した場合、そのエラーを示す信号を報知部６０７に送信する。報知部６０７は、検知部６０６からの信号を入力した場合には、エラーの報知を行う。エラーの報知は、音によって行うこともできるし、文字や画像の表示によって行うこともできる。
【００９７】
以上のよう構成される制御部６００は、複数のエラー検知処理を行う。引き続いて、制御部６００が実行するエラー検知処理について説明する。制御部６００は、種光ＬＤ４１１のエラー検知処理を実行する。すなわち、まず、種光制御部６０１が種光ＬＤ４１１をオンとした状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５２からレーザ光Ｌの検出結果を取得することにより、レーザ光Ｌの出力値を取得する。続いて、判定部６０５が、レーザ光Ｌの出力値が所定の閾値未満であるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、判定部６０５の判定結果が、レーザ光Ｌの出力値が所定の閾値未満である場合に、種光ＬＤ４１１のエラーを検知する。なお、ここでの所定の閾値としては、例えば、初期値を１００％として８０％程度とすることができる。
【００９８】
また、制御部６００は、第１レーザファイバ４２３のエラーを検知するための第１エラー検知処理を実行する。すなわち、制御部６００は、ＰＤ４５２が検出したレーザ光（種光）Ｌの第１出力値と、ＰＤ４５５が検出したレーザ光（種光）Ｌの第２出力値と、の比較結果に基づいて第１レーザファイバ４２３のエラーを検知する。より具体的に説明する。ここでは、まず、種光制御部６０１が種光ＬＤ４１１をオンとすると共に、励起光制御部６０２が第１励起ＬＤ４２４をオフとする。その状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５２によるレーザ光Ｌの検出結果である第１出力値と、ＰＤ４５５によるレーザ光Ｌの検出結果である第２出力値と、を取得する（つまり、ＰＤ４５２，４５５によりレーザ光Ｌを検出するように光検出部を制御する）。
【００９９】
つまり、ここでは、取得部６０３が、第１レーザファイバ４２３に第１励起光ＰＬ１が導入されていない状態において、第１レーザファイバ４２３の前段におけるレーザ光Ｌの出力値（第１出力値）と、第１レーザファイバ４２３の後段におけるレーザ光Ｌの出力値（第２出力値）と、を取得する。続いて、算出部６０４が、第１出力値と第２出力値との出力比（例えば（第２出力値）／（第１出力値））を算出する。続いて、判定部６０５が、当該出力比が所定の閾値未満であるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、当該出力比が所定の閾値未満である場合に、第１レーザファイバ４２３のエラーを検知する。
【０１００】
同様に、制御部６００は、第２レーザファイバ４３４のエラーを検知するための第１エラー検知処理を実行する。すなわち、制御部６００は、ＰＤ４５５が検出したレーザ光（種光）Ｌの第１出力値と、ＰＤ４５９が検出したレーザ光（種光）Ｌの第２出力値と、の比較結果に基づいて第２レーザファイバ４３４のエラーを検知する。より具体的に説明する。ここでは、まず、種光制御部６０１が種光ＬＤ４１１をオンとすると共に、励起光制御部６０２が第２励起ＬＤ４３５をオフとする。その状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５５によるレーザ光Ｌの検出結果である第１出力値と、ＰＤ４５９によるレーザ光Ｌの検出結果である第２出力値と、を取得する（つまり、ＰＤ４５５，４５９によりレーザ光Ｌを検出するように光検出部を制御する）。
【０１０１】
つまり、ここでは、取得部６０３が、第２レーザファイバ４３４に第２励起光ＰＬ２が導入されていない状態において、第２レーザファイバ４３４の前段におけるレーザ光Ｌの出力値（第１出力値）と、第２レーザファイバ４３４の後段におけるレーザ光Ｌの出力値（第２出力値）と、を取得する。続いて、算出部６０４が、第１出力値と第２出力値との出力比（例えば（第２出力値）／（第１出力値））を算出する。続いて、判定部６０５が、当該出力比が所定の閾値未満であるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、当該出力比が所定の閾値未満である場合に、第２レーザファイバ４３４のエラーを検知する。
【０１０２】
なお、一例として、第１出力値と第２出力値との出力比の閾値は、例えば、基準となる出力比（例えば０．５）を１００％として、８０％（例えば出力比としては０．４）程度とすることができる。つまり、第１レーザファイバ４２３の前段と後段との出力比が基準値の８０％未満であれば、第１レーザファイバ４２３におけるレーザ光Ｌの損失が大きく、第１レーザファイバ４２３にエラーが発生している（例えば劣化している）とすることができる。第２レーザファイバ４３４についても同様である。
【０１０３】
また、制御部６００は、第１励起ＬＤ４２４のエラーを検知するための第２エラー検知処理を実行する。すなわち、制御部６００は、少なくとも第１励起ＬＤ４２４をオンとした状態において、ＰＤ４５３が検出した第１励起光ＰＬ１の出力値（第３出力値）が所定の閾値未満である場合に、第１励起ＬＤ４２４のエラーを検知する。より具体的には、ここでは、まず、励起光制御部６０２が第１励起ＬＤ４２４をオンとする。
【０１０４】
その状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５３による第１励起光ＰＬ１の検出結果である第３出力値を取得する（つまり、ＰＤ４５３により第１励起光ＰＬ１を検出するように光検出部を制御する）。続いて、判定部６０５が、第３出力値が所定の閾値未満であるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、当該第３出力値が所定の閾値未満である場合に、第１励起ＬＤ４２４のエラーを検知する。なお、ここでの第３出力値の所定の閾値としては、例えば、初期値を１００％として８０％程度とすることができる。
【０１０５】
同様に、制御部６００は、第２励起ＬＤ４３５のエラーを検知するための第２エラー検知処理を実行する。すなわち、制御部６００は、少なくとも第２励起ＬＤ４３５をオンとした状態において、ＰＤ４５７が検出した第２励起光ＰＬ２の出力値（第３出力値）が所定の閾値未満である場合に、第２励起ＬＤ４３５のエラーを検知する。より具体的には、ここでは、まず、励起光制御部６０２が第２励起ＬＤ４３５をオンとする。
【０１０６】
その状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５７による第２励起光ＰＬ２の検出結果である第３出力値を取得する（つまり、ＰＤ４５７により第２励起光ＰＬ２を検出するように光検出部を制御する）。続いて、判定部６０５が、第３出力値が所定の閾値未満であるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、当該第３出力値が所定の閾値未満である場合に、第２励起ＬＤ４３５のエラーを検知する。なお、ここでの第３出力値の所定の閾値としては、例えば、初期値を１００％として８０％程度とすることができる。
【０１０７】
また、制御部６００は、プリアンプ部４２０のエラーを検知するための第３エラー検知処理を実行する。すなわち、制御部６００は、種光ＬＤ４１１及び第１励起ＬＤ４２４をオンとした状態において、ＰＤ４５５が検出したレーザ光Ｌの出力値（上記の第２出力値）が所定の閾値未満である場合に、プリアンプ部４２０のエラーを検知する。より具体的には、ここでは、まず、種光制御部６０１が種光ＬＤ４１１をオンとすると共に、励起光制御部６０２が第１励起ＬＤ４２４をオンとする。
【０１０８】
その状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５５によるレーザ光Ｌの検出結果である第２出力値を取得する（つまり、ＰＤ４５５によりレーザ光Ｌを検出するように光検出部を制御する）。続いて、判定部６０５が、第２出力値が閾値未満あるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、当該第２出力値が所定の閾値未満である場合に、プリアンプ部４２０のエラーを検知する。なお、ここでは、第１レーザファイバ４２３が第１励起光ＰＬ１により励起されているので、第２出力値は、第１レーザファイバ４２３により増幅された後のレーザ光Ｌの出力値となる。したがって、ここでは、プリアンプ部４２０からのレーザ光Ｌの最終的な出力値に基づいて、プリアンプ部４２０全体としてエラーがあるか否かが検知される。
【０１０９】
同様に、制御部６００は、パワーアンプ部４３０のエラーを検知するための第３エラー検知処理を実行する。すなわち、制御部６００は、種光ＬＤ４１１、第１励起ＬＤ４２４、及び、第２励起ＬＤ４３５をオンとした状態において、ＰＤ４５９が検出したレーザ光Ｌの出力値（上記の第２出力値）が所定の閾値未満である場合に、パワーアンプ部４３０のエラーを検知する。より具体的には、ここでは、まず、種光制御部６０１が種光ＬＤ４１１をオンとすると共に、励起光制御部６０２が第１励起ＬＤ４２４及び第２励起ＬＤ４３５をオンとする。
【０１１０】
その状態において、取得部６０３が、ＰＤ４５９によるレーザ光Ｌの検出結果である第２出力値を取得する（つまり、ＰＤ４５９によりレーザ光Ｌを検出するように光検出部を制御する）。続いて、判定部６０５が、第２出力値が閾値未満あるかの判定を行う。そして、検知部６０６が、当該第２出力値が所定の閾値未満である場合に、パワーアンプ部４３０のエラーを検知する。なお、ここでは、第２レーザファイバ４３４が第２励起光ＰＬ２により励起されているので、第２出力値は、第２レーザファイバ４３４により増幅された後のレーザ光Ｌの出力値となる。
【０１１１】
したがって、ここでは、パワーアンプ部４３０からのレーザ光Ｌの最終的な出力値に基づいて、パワーアンプ部４３０全体としてエラーがあるか否かが検知される。なお、パワーアンプ部４３０の後段では、レーザ光Ｌはさらに増幅されない。したがって、パワーアンプ部４３０のエラーの検知（第３エラー検知処理）は、レーザ発振器４００の最終的な出力値に基づいてレーザ発振器４００全体としてのエラーを検知することに相当する。また、ここでの所定の閾値としては、例えば、初期値を１００％として８０％程度とすることができる。
【０１１２】
なお、後に詳述するが、制御部６００による上記のエラー検知処理は、所定の順番によって実行することができる。例えば、制御部６００は、種光ＬＤ４１１のエラー検知処理、第１レーザファイバ４２３に関する第１エラー検知処理、第１励起ＬＤ４２４に関する第２エラー検知処理、プリアンプ部４２０に関する第３エラー検知処理、第２レーザファイバ４３４に関する第１エラー検知処理、第２励起ＬＤ４３５に関する第２エラー検知処理、及び、パワーアンプ部４３０に関する第３エラー検知処理の順番で実行することができる。この場合、プリアンプ部４２０及びパワーアンプ部４３０のそれぞれに着目すると、第１エラー検知処理、第２エラー検知処理、及び、第３エラー検知処理の順番になる。
【０１１３】
引き続いて、一実施形態に係るエラー検知方法について説明する。図２２は、エラー検知方法の一例を示すフローチャートである。図２２に示されるように、まず、種光制御部６０１が種光ＬＤ４１１をオンとすると共に、励起光制御部６０２が少なくとも第１励起ＬＤ４２４をオフとする（工程Ｓ０１）。なお、以下では、特に記載しない限り、種光ＬＤ４１１、第１励起ＬＤ４２４、及び、第２励起ＬＤ４３５のオン・オフの状態は維持される。続いて、取得部６０３が、ＰＤ４５２からレーザ光Ｌの検出結果を取得することにより、レーザ光（種光）Ｌの出力値（第１出力値）を取得する（工程Ｓ０２）。この工程Ｓ０２は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第１レーザファイバ４２３の前段においてレーザ光Ｌを検出する第１工程である。
【０１１４】
続いて、判定部６０５が、レーザ光Ｌの第１出力値が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ０３）。工程Ｓ０３の判定の結果、レーザ光Ｌの第１出力値が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ０３：ＮＯ）、すなわち、第１出力値が所定の閾値未満である場合、検知部６０６が、種光ＬＤ４１１のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。そして、報知部６０７が種光ＬＤのエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ２０は、種光ＬＤに関するエラー検知処理に相当する。
【０１１５】
引き続いて、工程Ｓ０３の判定の結果、レーザ光Ｌの第１出力値が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ０３：ＹＥＳ）、種光ＬＤ４１１にエラーがないとして次のエラー検知処理に移行する。すなわち、この場合、取得部６０３が、ＰＤ４５５によるレーザ光Ｌの検出結果を取得することにより、レーザ光Ｌの出力値（第２出力値）を取得する（工程Ｓ０４）。この工程Ｓ０４は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第１レーザファイバ４２３の後段においてレーザ光Ｌを検出する第２工程である。
【０１１６】
続いて、算出部６０４が、工程Ｓ０２において取得された第１出力値と、工程Ｓ０４において取得された第２出力値と、の出力比（例えば（第２出力値）／（第１出力値））を算出する（工程Ｓ０５）。続いて、判定部６０５が、当該出力比が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ０６）。工程Ｓ０６の判定の結果、当該出力比が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ０６：ＮＯ）、すなわち、当該出力比が所定の閾値未満である場合に、検知部６０６が、第１レーザファイバ４２３のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。
【０１１７】
これらの工程Ｓ０５，Ｓ０６，Ｓ２０は、第１工程において検出したレーザ光（種光）Ｌの第１出力値と、第２工程において検出したレーザ光の第２出力値と、の比較結果に基づいて第１レーザファイバ４２３のエラーを検知する第３工程である。その後、報知部６０７が、第１レーザファイバ４２３のエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ０１，Ｓ０４〜Ｓ０６，Ｓ２０は、第１レーザファイバ４２３に関する第１エラー検知処理に相当する。
【０１１８】
引き続いて、工程Ｓ０６の判定の結果、出力比が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ０６：ＹＥＳ）、第１レーザファイバ４２３にエラーがないとして次のエラー検知処理に移行する。すなわち、この場合、励起光制御部６０２が、少なくとも第１励起ＬＤ４２４をオンとする（工程Ｓ０７）。これにより、種光ＬＤ４１１及び第１励起ＬＤ４２４がオンとされた状態となる。続いて、取得部６０３が、ＰＤ４５３による第１励起光ＰＬ１の検出結果を取得することにより、第１励起光ＰＬ１の出力値（第３出力値）を取得する（工程Ｓ０８）。続いて、判定部６０５が、第１励起光ＰＬ１の第３出力値が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ０９）。
【０１１９】
工程Ｓ０９の判定の結果、第３出力値が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ０９：ＮＯ）、すなわち、第３出力値が所定の閾値未満である場合、検知部６０６が、第１励起ＬＤ４２４のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。そして、報知部６０７が第１励起ＬＤ４２４のエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ０７〜Ｓ０９，Ｓ２０は、第１励起ＬＤ４２４に関する第２エラー検知処理に相当する。
【０１２０】
引き続いて、工程Ｓ０９の判定の結果、第１励起光ＰＬ１の第３出力値が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ０９：ＹＥＳ）、第１励起ＬＤ４２４にエラーがないとして次のエラー検知処理に移行する。すなわち、この場合、取得部６０３が、ＰＤ４５５によるレーザ光Ｌの検出結果を取得することにより、レーザ光Ｌの出力値（第２出力値）を再び取得する（工程Ｓ１０）。ここでは、第１励起ＬＤ４２４がオンとされているので、レーザ光Ｌの第２出力値は、第１レーザファイバ４２３における増幅後の値となる。つまり、ここでの第２出力値は、プリアンプ部４２０の最終的な出力値である。なお、この工程Ｓ１０は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第２レーザファイバ４３４の前段においてレーザ光Ｌを検出する第１工程でもある。
【０１２１】
続いて、判定部６０５が、レーザ光Ｌの第２出力値が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ１１）。工程Ｓ１１の判定の結果、レーザ光Ｌの第２出力値が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ１１：ＮＯ）、すなわち、第２出力値が所定の閾値未満である場合、検知部６０６が、プリアンプ部４２０のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。そして、報知部６０７がプリアンプ部４２０のエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ２０は、プリアンプ部４２０に関する第３エラー検知処理に相当する。
【０１２２】
引き続いて、工程Ｓ１１の判定の結果、レーザ光Ｌの第２出力値が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ１１：ＹＥＳ）、プリアンプ部４２０にエラーがないとして次のエラー検知処理に移行する。すなわち、この場合、取得部６０３が、ＰＤ４５９によるレーザ光Ｌの検出結果を取得することにより、レーザ光Ｌの出力値（第２出力値）を取得する（工程Ｓ１２）。この工程Ｓ１２は、レーザ光（種光）Ｌの光路における第２レーザファイバ４３４の後段においてレーザ光Ｌを検出する第２工程である。また、この工程Ｓ１２においては、プリアンプ部４２０の出力を、第２レーザファイバ４３４を介して検出することに相当する。
【０１２３】
続いて、算出部６０４が、工程Ｓ１０において取得された第１出力値と、工程Ｓ１２において取得された第２出力値と、の出力比（例えば（第２出力値）／（第１出力値））を算出する（工程Ｓ１３）。続いて、判定部６０５が、当該出力比が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ１４）。工程Ｓ１４の判定の結果、当該出力比が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ１４：ＮＯ）、すなわち、当該出力比が所定の閾値未満である場合に、検知部６０６が、第２レーザファイバ４３４のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。
【０１２４】
これらの工程Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ２０は、第１工程において検出したレーザ光（種光）Ｌの第１出力値と、第２工程において検出したレーザ光Ｌの第２出力値と、の比較結果に基づいて第２レーザファイバ４３４のエラーを検知する第３工程である。その後、報知部６０７が、第２レーザファイバ４３４のエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ１０，Ｓ１２〜Ｓ１４，Ｓ２０は、第２レーザファイバ４３４に関する第１エラー検知処理に相当する。
【０１２５】
引き続いて、工程Ｓ１４の判定の結果、出力比が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ１４：ＹＥＳ）、第２レーザファイバ４３４にエラーがないとして次のエラー検知処理に移行する。すなわち、この場合、励起光制御部６０２が、第２励起ＬＤ４３５をオンとする（工程Ｓ１５）。これにより、種光ＬＤ４１１、第１励起ＬＤ４２４、及び、第２励起ＬＤ４３５がオンとされた状態となる。続いて、取得部６０３が、ＰＤ４５７による第２励起光ＰＬ２の検出結果を取得することにより、第２励起光ＰＬ２の出力値（第３出力値）を取得する（工程Ｓ１６）。続いて、判定部６０５が、第２励起光ＰＬ２の第３出力値が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ１７）。
【０１２６】
工程Ｓ１７の判定の結果、第３出力値が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ１７：ＮＯ）、すなわち、第３出力値が所定の閾値未満である場合、検知部６０６が、第２励起ＬＤ４３５のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。そして、報知部６０７が第２励起ＬＤ４３５のエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ１５〜Ｓ１７，Ｓ２０は、第２励起ＬＤ４３５に関する第２エラー検知処理に相当する。
【０１２７】
引き続いて、工程Ｓ１７の判定の結果、第２励起光ＰＬ２の第３出力値が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ１７：ＹＥＳ）、第２励起ＬＤ４３５にエラーがないとして次のエラー検知処理に移行する。すなわち、この場合、取得部６０３が、ＰＤ４５９によるレーザ光Ｌの検出結果を取得することにより、レーザ光Ｌの出力値（第２出力値）を再び取得する（工程Ｓ１８）。ここでは、第２励起ＬＤ４３５がオンとされているので、レーザ光Ｌの第２出力値は、第２レーザファイバ４３４における増幅後の値となる。つまり、ここでの第２出力値は、パワーアンプ部４３０（すなわちレーザ発振器４００）の最終的な出力値である。
【０１２８】
続いて、判定部６０５が、レーザ光Ｌの第２出力値が所定の閾値以上であるかの判定を行う（工程Ｓ１９）。工程Ｓ１９の判定の結果、レーザ光Ｌの第２出力値が所定の閾値以上でない場合（工程Ｓ１９：ＮＯ）、すなわち、第２出力値が所定の閾値未満である場合、検知部６０６が、パワーアンプ部４３０のエラーを検知する（工程Ｓ２０）。そして、報知部６０７がパワーアンプ部４３０のエラーを報知し（工程Ｓ２１）、処理を終了する。これらの工程Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ２０は、パワーアンプ部４３０に関する第３エラー検知処理に相当する。
【０１２９】
一方、工程Ｓ１９の判定の結果、レーザ光Ｌの第２出力値が所定の閾値以上である場合（工程Ｓ１９：ＹＥＳ）、パワーアンプ部４３０（レーザ発振器４００）にエラーがないとして、処理を終了する。
【０１３０】
以上説明したように、レーザ発振器４００においては、第１励起ＬＤ４２４からの励起光によって第１レーザファイバ４２３が励起される。これにより、種光出射部４１０からのレーザ光（種光）Ｌが第１レーザファイバ４２３を伝播されながら増幅される。レーザ光Ｌは、ＰＤ４５２によって、第１レーザファイバ４２３の前段において検出されると共に、ＰＤ４５５によって、第１レーザファイバ４２３の後段において検出される。つまり、このレーザ発振器４００においては、第１レーザファイバ４２３の前段と後段との両方においてレーザ光Ｌの出力値（第１及び第２出力値）が取得される。したがって、制御部６００が、第１エラー検知処理の実行により、レーザ光の第１出力値及び第２出力値の比較結果に基づいて、第１レーザファイバ４２３のエラーを検知することができる。
【０１３１】
また、レーザ発振器４００におけるエラー検知方法においては、第１レーザファイバ４２３の前段においてレーザ光（種光）Ｌを検出する（工程Ｓ０２）と共に、第１レーザファイバ４２３の後段においてさらにレーザ光Ｌを検出する（工程Ｓ０４）。換言すれば、この方法においては、第１レーザファイバ４２３の前段と後段との両方において、レーザ光Ｌの出力値（第１及び第２出力値）が取得される。したがって、レーザ光Ｌの第１出力値及び第２出力値の比較結果に基づいて、第１レーザファイバ４２３のエラーを検知することができる。なお、ここでの第１レーザファイバ４２３のエラーとは、例えば第１レーザファイバ４２３の劣化等に応じて、第１レーザファイバ４２３の前段と後段とで種光の出力値が一定以上減少することである。
【０１３２】
また、レーザ発振器４００においては、制御部６００は、種光ＬＤ４１１をオンとすると共に第１励起ＬＤ４２４をオフとした状態において、ＰＤ４５２及びＰＤ４５５によりレーザ光Ｌを検出するように光検出部を制御すると共に、第１エラー検知処理を実行する。このため、第１励起光ＰＬ１の影響がない状態においてレーザ光Ｌの出力値を取得し、その取得した出力値に基づいて第１エラー検知処理を実行することができる。このため、エラーの検知精度が向上する。
【０１３３】
また、レーザ発振器４００においては、制御部６００は、第１エラー検知処理として、第１出力値と第２出力値との出力比を算出し、出力比が閾値未満であるか否かを判定し、出力比が閾値未満である場合に第１レーザファイバ４２３のエラーを検知する。このため、レーザ光の第１出力値と第２出力値との比を所定の閾値と比較することにより、確実にエラーを検知することができる。
【０１３４】
また、レーザ発振器４００においては、光検出部は、第１励起光ＰＬ１を検出するＰＤ４５３を有し、制御部６００は、少なくとも第１励起ＬＤ４２４をオンとした状態において、ＰＤ４５３が検出した第１励起光ＰＬ１の第３出力値が閾値未満である場合に、第１励起ＬＤ４２４のエラーを検知する第２エラー検知処理を実行する。このため、第１励起ＬＤ４２４のエラーを検知することにより、より詳細な故障解析が可能となる。
【０１３５】
また、レーザ発振器４００においては、制御部６００は、第２エラー検知処理の後に、種光ＬＤ４１１と第１励起ＬＤ４２４とをオンとした状態において、第２出力値が閾値未満である場合にプリアンプ部４２０のエラーを検知する第３エラー検知処理を実行する。このため、第１励起ＬＤ４２４のエラーの検知が、プリアンプ部４２０全体のエラーの検知の前に行われることになる。これにより、エラーの原因となる箇所の特定が容易になる。
【０１３６】
さらに、レーザ発振器４００においては、制御部６００は、第２エラー検知処理及び第３エラー検知処理の前に、第１エラー検知処理を実行する。このため、第１レーザファイバ４２３のエラーの検知、及び、第１励起ＬＤ４２４のエラーの検知が、プリアンプ部４２０全体のエラーの検知の前に行われることになる。これにより、エラーの原因となる箇所の特定がより容易になる。
【０１３７】
なお、以上の説明では、第１レーザファイバ４２３、第１励起ＬＤ４２４、及び、プリアンプ部４２０のエラー検知に関する効果について説明したが、第２レーザファイバ４３４、第２励起ＬＤ４３５、及び、パワーアンプ部４３０のエラー検知についても同様の効果を奏することができる。
【０１３８】
以上の実施形態は、本発明に係るレーザ発振器、及びエラー検知方法の一実施形態について説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ発振器、及びエラー検知方法は、上記のものに限定されず、各請求項の要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。
【０１３９】
例えば、第１レーザファイバ４２３の後段においてレーザ光Ｌを検出するためのＰＤ４５５は、ファイバＦ９とファイバＦ１０との間に設けられる場合に限定されない。例えばＰＤ４５５は、第１レーザファイバ４２３の後段であればよく、ファイバＦ７やファイバＦ６に設けられてもよい。ただし、本実施形態に用いられる光ファイバがダブルクラッドファイバである場合には、コンバイナ４２５のさらに後段であることが好ましい。
【０１４０】
同様に、第２レーザファイバ４３４の後段においてレーザ光Ｌを検出するためのＰＤ４５９は、ファイバＦ１２とファイバＦ１３との間に設けられる場合に限定されない。例えばＰＤ４５９は、第２レーザファイバ４３４の後段であればよく、ファイバＦ１１に設けられてもよい。ただし、本実施形態に用いられる光ファイバがダブルクラッドファイバである場合には、コンバイナ４３６のさらに後段であることが好ましい。
【０１４１】
また、第１レーザファイバ４２３のエラーを検知するためには、第１出力値と第２出力値とを比較すればよく、出力比に代えて出力差（例えば（第１出力値）−（第２出力値））を算出してもよい。第２レーザファイバ４３４についても同様である。
【０１４２】
また、上記実施形態では、プリアンプ部４２０に、後方励起の構成が採用されていたが、第１レーザファイバ４２３において第１励起光ＰＬ１がレーザ光Ｌの進行方向と同方向に進行する前方励起の構成が採用されてもよい。同様に、上記実施形態では、パワーアンプ部４３０に、後方励起の構成が採用されていたが、第２レーザファイバ４３４において第２励起光ＰＬ２がレーザ光Ｌの進行方向と同方向に進行する前方励起の構成が採用されてもよい。
【０１４３】
また、本発明のレーザ発振器は、加工対象物１の内部に改質領域を形成するレーザ加工装置２００に限定されず、アブレーション加工、溶接加工等、他のレーザ加工を実施するレーザ加工装置に搭載することも可能である。
【０１４４】
また、レーザ加工装置２００では、偏光板ユニット３４０に、偏光板３４２以外の偏光部材が設けられてもよい。一例として、偏光板３４２及び光路補正板３４３に替えて、キューブ状の偏光部材が用いられてもよい。キューブ状の偏光部材とは、直方体状の形状を呈する部材であって、当該部材において互いに対向する側面が光入射面及び光出射面とされ且つその間に偏光板の機能を有する層が設けられた部材である。
【０１４５】
また、レーザ加工装置２００では、λ／２波長板３３２が回転する軸線と、偏光板３４２が回転する軸線とは、互いに一致していなくてもよい。
【０１４６】
また、レーザ加工装置２００では、レーザ出力部３００が、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラー３６２，３６３を有していたが、レーザ出力部３００から出射されるレーザ光Ｌの光軸を調整するためのミラーを少なくとも１つ有していればよい。
【符号の説明】
【０１４７】
４００…レーザ発振器、４１０…種光出射部、４１１…種光ＬＤ（種光源）、４２０…プリアンプ部（アンプ部）、４２３…第１レーザファイバ（レーザファイバ）、４２４…第１励起ＬＤ（励起光源）、４３０…パワーアンプ部（アンプ部）、４３４…第２レーザファイバ（レーザファイバ）、４３５…第２励起ＬＤ（励起光源）、４５２…ＰＤ（第１光検出素子）、４５３…ＰＤ（第３光検出素子）、４５５…ＰＤ（第１光検出素子、第２光検出素子）、４５７…ＰＤ（第３光検出素子）、４５９…ＰＤ（第２光検出素子）、６００…制御部、Ｌ…レーザ光（種光）、ＰＬ１…第１励起光（励起光）、ＰＬ２…第２励起光（励起光）。
【図１】
2017224679.tif 000003
【図２】
2017224679.tif 000004
【図３】
2017224679.tif 000005
【図４】
2017224679.tif 000006
【図５】
2017224679.tif 000007
【図６】
2017224679.tif 000008
【図７】
2017224679.tif 000009
【図８】
2017224679.tif 000010
【図９】
2017224679.tif 000011
【図１０】
2017224679.tif 000012
【図１１】
2017224679.tif 000013
【図１２】
2017224679.tif 000014
【図１３】
2017224679.tif 000015
【図１４】
2017224679.tif 000016
【図１５】
2017224679.tif 000017
【図１６】
2017224679.tif 000018
【図１７】
2017224679.tif 000019
【図１８】
2017224679.tif 000020
【図１９】
2017224679.tif 000021
【図２０】
2017224679.tif 000022
【図２１】
2017224679.tif 000023
【図２２】
2017224679.tif 000024