[发明专利]光强度监控电路以及光纤激光器系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器的光强度监控方法，尤其涉及即使高输出光在传输光纤中传播时，也能够完成光强度以及断线的检测的光强度监控器。

背景技术

在使用激光进行材料加工的情况下，根据要加工的材料有时以数瓦的程度的激光输出就足以应对，但要加工厚的金属之类时需要千瓦级的激光输出。作为金属加工用激光器，有YAG激光器、CO₂激光器、准分子激光器、光纤激光器等。其中，光纤激光器具有高效率、高增益、良好的光束品质，且元件的绝大多数由光纤构成，所以也作为维护性良好的激光光源而备受注目。

在光纤激光器中，激光传播的路径也全部是光纤，例如还能够自由地改变连接激光器的输出端部和光纤激光器主体的传输光纤的长度，因此还存在下述优点，即能够不移动主体，而仅移动输出端部的位置来进行材料加工。

由此，传输光纤需要在某种程度上自由地移动，因此，与装置主体相比，有可能光纤的断线概率高。在传输光纤中产生了断线的情况下，有时高输出的光会从断线位置进行辐射，该被辐射的光贯通保护传输光纤的软管等。该情况下，有可能光会向周围漏出。

由此，从安全性的观点来看，需要检测传输光纤的断线。另外，为了使加工稳定，所照射的激光输出的稳定性也很重要，需要能够提供恒定的激光输出的光强度监控电路。

作为现有技术，如专利文献1所示，存在下述光监控设备，即在光纤的纤芯部设置倾斜型布拉格光栅来将纤芯的导波光的一部分向光纤的外部辐射，并利用受光元件检测辐射出的光。另外，专利文献2公开了用熔接点附近的另一光纤检测从光纤的熔接点漏出的散射光的方法。

专利文献1：日本国公开专利公报“特开平11－133255号公报（1999年5月21日公开）”

专利文献2：日本国公开专利公报“特开2006－292674号公报（2006年10月26日公开）”

在专利文献1中，利用设置在光纤的输出端侧的倾斜型布拉格光栅将在纤芯中传导的光的一部分向光纤的外部辐射，并利用受光元件检测辐射出的光，从而监控光强度。然而，若采用这样的构成，则需要将受光元件等设置在输出端侧，从而存在输出端部变大这一问题。而且，还存在与主体侧的通信也变为复杂的构成（例如在保护软管内穿入传输由受光元件生成的光电流用的电气布线等）这一问题。

另外，在专利文献2中，通过另一光纤监控来自熔接点的散射光，但在谋求灵活性的传输光纤中不优选存在熔接点、加强部。另外，在传输光纤的输出侧配置这样的光监控设备的情况下，与专利文献1同样，存在输出端部变大这一问题。

发明内容

本申请发明是鉴于上述的课题而提出的，其目的在于提供无需使输出端部形成为复杂的构成，就能够高精度地检测在传输光纤中传播的激光的光强度，也能够检测激光传播的路径的断线的光强度监控电路。

为了解决上述课题，本发明的光强度监控电路的特征在于，具备：传输光纤，其由以第一包层覆盖纤芯的周围、进而以第二包层覆盖第一包层的周围的双包层光纤构成；反射单元，其设置在上述传输光纤的输出端侧，反射在上述传输光纤的上述纤芯中传播的激光的一部分，来耦合成沿逆向在上述第一包层中传播的反向包层模；以及检测单元，其设置在上述传输光纤的输入端侧，检测利用上述反射单元耦合为反向包层模的反向包层模光的强度。

根据上述的构成，在纤芯中传播的激光的一部分通过设置在上述传输光纤的输出端侧的反射单元而变为反向包层模光，并返回到输入侧，利用设置在传输光纤的输入端侧的上述检测单元来检测该反向包层模光的强度。由此，无需在传输光纤的输出端侧进行从输出端部出射的激光强度的检测、传输光纤的断线的检测，能够防止输出端部大到必要以上，防止与主体侧的通信成为复杂的构成。

本发明的光强度监控电路无需在传输光纤的输出端侧进行从输出端部出射的激光强度的检测、传输光纤的断线的检测，能够防止输出端部大到必要以上，防止与主体侧的通信成为复杂的构成。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的图，是表示安装了光强度监控电路的光纤激光器系统的概略构成的图。

图2是表示在图1所示的光纤激光器系统中使用的传输光纤的概略构成的图。

图3是表示形成于图2所示的传输光纤的倾斜的光纤布拉格光栅的图。

图4是表示在图1所示的光纤激光器系统中使用的反向包层模光检测部的一个构成例的图。

图5是表示在图4所示的反向包层模光检测部中使用的方向性耦合器的构成的图。