光纤激光器装置及其异常检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置。光纤激光器装置(100)具备：多个光纤激光器单元(110)；合束器(120)，其对从光纤激光器单元(110)输出的输出激光进行光学耦合而生成耦合激光；激光射出部(130)，其射出耦合激光；输出激光功率检测部(170)，其检测光纤激光器单元(110)各自的输出激光的功率；耦合激光功率检测部(140)，其检测耦合激光的功率；以及异常检测部(160)，其对检测出的输出激光的功率的和(合计激光功率)与检测出的耦合激光的功率进行比较，在耦合激光功率相对于合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下，判断为光纤激光器单元(110)产生了异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光纤激光器装置及其异常检测方法，特别是涉及对来自多个光纤激光器单元的激光进行光学耦合并射出的光纤激光器装置及其异常检测方法。
技术介绍
近年，光纤激光的高输出化发展，开发了设置多个光纤激光器单元且能够对来自各个光纤激光器单元的激光输出进行耦合而得到千瓦级的高输出的光纤激光器装置。在这样的光纤激光器装置中，由于是高输出，所以有时出现与由熔接部处的损耗、光纤的弯曲引起的产生高次模所带来的损耗这种附加损耗量相应的光量增大。因这样的附加损耗，也会使发热量增大，有时附加损耗所带来的发热直接导致光纤的断线等故障。因此，多在这样的高输出的光纤激光器装置设置检测光纤的断线等异常的部件。例如，专利文献1公开有作为检测这样的光纤激光器装置中的异常的方法，通过拍摄部件(光检测器)检测在不良情况产生时从光纤激光器装置内部的熔接部漏出的激光，由此检测光纤激光器装置内的光学零件的破损的技术。然而，在该方法中，需要预先推断存在产生破损的可能性的部位并针对每个这样的部位配置拍摄部件(光检测器)，在推断出破损的位置以外的位置产生了光纤的断线等情况下，不能够检测那样的异常。因此，在存在产生破损的可能性的部位在较大的范围内存在的情况下，需要许多的拍摄部件，装置的成本增高。专利文献1：日本特开2010－238709号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的以往技术的问题点而完成的，第一目的在于提供能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置。另外，本专利技术的第二目的在于，提供在具备多个光纤激光器单元的光纤激光器装置中，能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置的异常检测方法。根据本专利技术的第一方式，提供能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置。该光纤激光器装置具备：多个光纤激光器单元，它们具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给激发光的激发光源、以及使上述激光振荡的光谐振器；合束器，其对从上述多个光纤激光器单元输出的输出激光进行光学耦合而生成耦合激光；激光射出部，其射出由上述合束器生成的耦合激光；多个输出激光功率检测部，它们检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率；以及耦合激光功率检测部，其检测由上述合束器生成的耦合激光的功率。光纤激光器装置具备：异常检测部，其具有计算对由上述多个光纤激光器单元的输出激光功率检测部检测出的输出激光的功率进行相加得到的合计激光功率的合计部、对由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述耦合激光功率检测部检测出的耦合激光的功率进行比较的比较部、以及在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下，判断为上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常的判定部。根据本专利技术的第二方式，提供对射出利用合束器对从多个光纤激光器单元输出的输出激光进行光学耦合所得到的耦合激光的光纤激光器装置中的异常进行检测的方法，上述多个光纤激光器单元具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给激发光的激发光源、以及使上述激光振荡的光谐振器。在该方法中，检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率，检测上述合束器的下游侧的上述耦合激光的功率，对上述检测出的来自上述多个光纤激光器单元的输出激光的功率进行相加来计算合计激光功率，对上述合计激光功率与上述检测出的耦合激光的功率进行比较，在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下，判断为上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常。也可以将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，上述规定的阈值T被设定为(U－1)/U。此时，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。或者，也可以将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，上述规定的阈值T被设定为(U－n)/U。此时，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为上述多个光纤激光器单元中n台产生了异常。并且，也可以将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将上述输出激光功率检测部中的功率的检测精度设为±α，将上述耦合激光功率检测部中的功率的检测精度设为±β，以满足下述的不等式的方式设定上述规定的阈值T。此时，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。[式1](1+α)·T＜1-β ( 1 - α ) · T ≥ ( 1 + β ) U - 1 U ]]>另外，也可以将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，将上述输出激光功率检测部中的功率的检测精度设为±α，将上述耦合激光功率检测部中的功率的检测精度设为±β，以满足下述的不等式的方式设定上述规定的阈值T。此时，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的n台产生了异常。[式2](1+α)·T＜1-β ( 1 - α ) · T ≥ ( 1 + β ) U - n U ]]>并且，也可以上述异常检测部具备控制向上述多个光纤激光器单元的激发光源供给的电流而顺序驱动上述多个光纤激光器单元中的至少一台光纤激光器单元的驱动控制部。此时，上述异常检测部的判定部基于由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述耦合激光功率检测部检测出的耦合激光的功率的差异，从由上述驱动控制部驱动的至少一台光纤激光器单元确定出产生了异常的光纤激光器单元。另外，也可以上述耦合激光功率检测部具有接收从设在将上述合束器与上述激光射出部连接起来的光纤的熔接部泄漏的泄漏光的光检测器。在这种情况下，若将该光检测器配置在上述熔接部的下游侧，则能够降低从光纤激光器装置射出的耦合激光被加工物反射而返回来的返回光带来的影响。根据本专利技术，通过对由各光纤激光器单元的输出激光功率检测部得到的输出激光的功率的和(合计激光功率)、和由设置在对光纤激光器单元的输出激光进行耦合的合束器的下游的耦合激光功率检测部得到的耦合激光功率进行比较，能够检测在各光纤激光器单元的输出激光功率检测部与处于其下游的耦合激光功率检测部之间是否产生了光纤断线等异常。即，只要在输出激光功率检测部与耦合激光功率检测部之间，则无论在任何的位置产生光纤断线等异常，都能够检测该异常。因此，仅在各光纤激光器单元设置输出激光功率检测部和耦合激光功率检测部这两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光器装置，其特征在于，具备：多个光纤激光器单元，它们具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给激发光的激发光源、以及使上述激光振荡的光谐振器；合束器，其对从上述多个光纤激光器单元输出的输出激光进行光学耦合而生成耦合激光；激光射出部，其射出由上述合束器生成的耦合激光；多个输出激光功率检测部，它们检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率；耦合激光功率检测部，其检测由上述合束器生成的耦合激光的功率；以及异常检测部，其具有计算对由上述多个光纤激光器单元的输出激光功率检测部检测出的输出激光的功率进行相加得到的合计激光功率的合计部、对由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述耦合激光功率检测部检测出的耦合激光的功率进行比较的比较部、以及在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下判断为上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常的判定部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.25 JP 2014-0336351.一种光纤激光器装置，其特征在于，具备：多个光纤激光器单元，它们具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给激发光的激发光源、以及使上述激光振荡的光谐振器；合束器，其对从上述多个光纤激光器单元输出的输出激光进行光学耦合而生成耦合激光；激光射出部，其射出由上述合束器生成的耦合激光；多个输出激光功率检测部，它们检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率；耦合激光功率检测部，其检测由上述合束器生成的耦合激光的功率；以及异常检测部，其具有计算对由上述多个光纤激光器单元的输出激光功率检测部检测出的输出激光的功率进行相加得到的合计激光功率的合计部、对由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述耦合激光功率检测部检测出的耦合激光的功率进行比较的比较部、以及在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下判断为上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常的判定部。2.根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于，将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，上述规定的阈值T被设定为(U－1)/U，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。3.根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于，将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，上述规定的阈值T被设定为(U－n)/U，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为上述多个光纤激光器单元中n台产生了异常。4.根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于，将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将上述输出激光功率检测部中的功率的检测精度设为±α，将上述耦合激光功率检测部中的功率的检测精度设为±β，以满足下述的不等式的方式设定上述规定的阈值T，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常，[式1](1+α)·T＜1-β ( 1 - α ) · T ≥ ( 1 + β ) U - 1 U . ]]>5.根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于，将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，将上述输出激光功率检测部中的功率的检测精度设为±α，将上述耦合激光功率检测部中的功率的检测精度设为±β，以满足下述的不等式的方式设定上述规定的阈值T，上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的n台产生了异常，[式2](1+α)·T＜1-β ( 1 - α ) · T ≥ ( 1 + β ) U - n U . ]]>6.根据权利要求1～5中任意一项所述的光纤激光器装置，其特征在于，上述异常检测部具备控制向上述多个光纤激光器单元的激发光源供给的电流而顺序驱动上述多个光纤激光器单元中的至少一台光纤激光器单元的驱动控制部，上述异常检测部的判定部基于由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述耦合激光功率检测部检测出的耦合激光的功率的差异，从由上述驱动控制部驱动的至少一台光纤激光器单元中确定出产生了异常的光纤激光器单元。7.根据权利要求1～6中任意一项所述的光纤激光器装置，其特征在于，上述耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：松冈祐司，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：日本;JP