光纤激光装置以及放大用线圈的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供光纤激光装置以及放大用线圈的制造方法，上述光纤激光装置具备：激励用光源，其射出激励光；放大用光纤，其包括纤芯与非圆形包层，通过吸收上述激励光而输出激光；放大用线圈，其具有卷绕有上述放大用光纤的构成；第一反射部，其设置于上述放大用线圈的射入侧，构成为使得上述激光朝向上述放大用线圈反射；以及第二反射部，其设置于上述放大用线圈的射出侧，具有比上述第一反射部的反射率低的反射率，构成为使得上述激光朝向上述放大用线圈反射。此外，在上述放大用线圈中，上述放大用光纤在以上述放大用光纤的中心轴为中心沿上述放大用光纤的周向扭转的状态下卷绕，卷绕后的上述放大用光纤被固定而形成为一体。

Optical fiber laser device and method of manufacturing the same

The present invention provides a fiber laser device and manufacturing method for amplification of the coil, the fiber laser device includes: excitation light source, emitting excitation light; amplifying optical fiber, comprising a core and non-circular cladding, by absorbing the excitation light and laser output; amplifying coil, having the winding for amplification. The first optical fiber; the reflection part, which is arranged in the amplification coil into the side, constituted so that the laser toward the amplification coil and second reflection; reflective part, which is arranged in the amplifying output side of the coil, with reflectance than that of the first reflection of low, constitute the laser toward the amplification coil reflection. In addition, the amplification coil, the amplification of the amplifier for amplification by optical fiber along the circumferential torsion under such a state around the central shaft center optical fiber using optical fiber in the above, the amplification after winding using optical fiber is fixed and formed integrally.

【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装置以及放大用线圈的制造方法。本申请基于2015年2月12日在日本提出的特愿2015－025184号主张优先权，并在此引用其内容。
技术介绍
在近年的光纤激光装置中，通过激励用半导体激光的高亮度化或放大用双包层光纤的工业化，能够实现超过1kW的输出光功率。这种高输出光纤激光以往能够应用于主要使用了二氧化碳激光的材料加工的领域。光纤激光与二氧化碳激光相比，光束质量以及聚光性优异。因此，高输出光纤激光具有如下优点：由于能够缩短加工时间，所以生产率提高，由于即使在低功率下也能实现与高功率同等的加工特性，所以可谋求节能化等。并且还具有如下优点：由于不需要空间光学部件，所以没有耐久性、光学部件的对准等问题，不需要维护等。设想在放大用光纤采用了具有第一包层(内包层)与第二包层(外包层)的双包层光纤的情况。若第一包层的剖面形状例如为正六边形等具有旋转对称性的形状，则在第一包层内传播的光在第一包层与第二包层的界面，以一定的角度一边进行全反射一边以螺旋状行进。这样，对于一旦偏离纤芯的激励光而言，其相对于界面的射入角(反射角)不会产生变化，而在第一包层内行进。因此，该激励光不论反射多少次，都不会到达纤芯。因此，实际上作为激励光而起作用的光只不过是射入放大用光纤的光的一部分，存在激励光的利用效率低的问题。为了解决该问题，下述的专利文献1公开了一种光放大器，其具备双包层光纤，在该双包层光纤中，第一包层具有两个以上的直线状的反射面，反射面相对于纤芯的朝向在光传播方向的任意的位置不同。专利文献1：日本特开2001-13346号公报在专利文献1记载有如下内容：为了得到反射面的朝向在光传播方向的任意的位置不同的双包层光纤，例如，在扭转的状态下将双包层光纤固定于系统即可。然而，例如利用固定用夹具等将扭转状态下的光纤固定于装置的一部分，进而维持光纤扭转的状态较为困难。另外，将光纤卷绕为螺旋状后，在固定于装置的前阶段，暂时卷绕的光纤会产生散开等不良情况。因此，存在利用线圈单体进行的操作较困难的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个方式是为了解决上述的课题而完成的，其目的之一在于提供一种光纤激光装置，其具备能够充分维持光纤扭转的状态且操作较为容易的放大用线圈。另外，本专利技术的一个方式的目的之一在于提供一种容易地制造能够充分维持光纤扭转状态且操作较为容易的放大用线圈的方法。为了实现上述的目的，本专利技术的第一实施方式所涉及的光纤激光装置具备：激励用光源，其射出激励光；放大用光纤，其包括纤芯与非圆形包层，通过吸收上述激励光而输出激光；放大用线圈，其具有卷绕有上述放大用光纤的构成；第一反射部，其设置于上述放大用线圈的射入侧，构成为使得上述激光朝向上述放大用线圈反射；以及第二反射部，其设置于上述放大用线圈的射出侧，具有比上述第一反射部的反射率低的反射率，构成为使得上述激光朝向上述放大用线圈反射，在上述放大用线圈中，上述放大用光纤在以上述放大用光纤的中心轴为中心沿上述放大用光纤的周向扭转的状态下卷绕，卷绕后的上述放大用光纤被固定而形成为一体。在上述实施方式的光纤激光装置中，由于放大用光纤在以放大用光纤的中心轴为中心沿周向扭转的状态下卷绕，卷绕后的放大用光纤被固定而形成为一体，所以能够充分地维持光纤扭转的状态。由此，能够提高激励光的利用效率，增加输出光量。另外，利用放大用线圈单体进行的操作变得容易。在上述放大用线圈中，也可以在相邻的上述放大用光纤之间填充树脂。根据该构成，无需使用其他的固定用部件，能够利用树脂将被卷绕的放大用光纤相互固定而形成为一体。也可以还具备对上述放大用线圈进行冷却的冷却用部件。根据该构成，在使放大用线圈接触冷却用部件，对放大用线圈进行冷却的情况下，例如，通过利用树脂使放大用线圈的表面平坦化，从而放大用线圈与冷却用部件的接触面积增加。由此，能够提高放大用线圈的冷却效率。也可以构成为，上述放大用光纤的扭转量随着从上述第一反射部侧趋向上述第二反射部侧而增大。在本说明书中，将“放大用光纤的扭转量”定义为“放大用光纤的每单位长度的放大用光纤的旋转数”。通常，在放大用光纤中，激励光主要在输入侧(第一反射部侧)被纤芯吸收，随着趋向输出侧(第二反射部侧)，偏斜光成分变多。关于这一点，根据上述的构成，由于放大用光纤的扭转量随着从第一反射部侧趋向第二反射部一侧而增大，所以偏斜光成分易于被输出侧的纤芯吸收。由此，既能够抑制局部的发热，又能够抑制放大用光纤的光束质量的降低，并且能够提高激励光的利用效率。也可以构成为，上述放大用光纤的扭转量为3圈/m以下。根据该构成，能够将作为光束质量的指标之一的M2的上升量抑制为0.01以下。该依据在后文叙述。本专利技术的第二实施方式所涉及的放大用线圈的制造方法具备以下步骤：一边使放大用光纤的一部分下降到基台的一面上一边将上述放大用光纤卷绕为螺旋状；通过在相邻的上述放大用光纤之间填充树脂，将上述放大用光纤相互固定。根据该构成，若一边使放大用光纤的一部分下降到基台上一边将放大用光纤卷绕为螺旋状，则放大用光纤自然地成为扭转的状态。之后，利用树脂将被卷绕的放大用光纤相互固定而形成为一体。由此，能够容易地制造放大用线圈。本专利技术的第三实施方式所涉及的放大用线圈的制造方法具备以下步骤：通过将从筒管拉出的上述放大用光纤卷绕于旋转夹具，将上述放大用光纤卷绕为螺旋状；通过在相邻的上述放大用光纤之间填充树脂，将上述放大用光纤相互固定，在将上述放大用光纤卷绕为螺旋状时，将上述筒管的旋转轴与上述旋转夹具的旋转轴非平行地配置。根据该构成，在将筒管的旋转轴与旋转夹具的旋转轴非平行地配置的状态下，若将从筒管拉出的放大用光纤卷绕于旋转夹具，则放大用光纤成为扭转状态。之后，利用树脂将被卷绕的放大用光纤相互固定而形成为一体。由此，能够容易地制造放大用线圈。根据上述实施方式，能够提供一种光纤激光装置，其具备能够充分地维持放大用光纤扭转状态且操作较为容易的放大用线圈。根据上述实施方式，能够提供一种能够容易地制造可充分地维持放大用光纤扭转状态且操作较为容易的放大用线圈的方法。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的光纤激光装置的示意结构图。图2是构成光纤激光装置的光学谐振腔的俯视图。图3是构成光学谐振腔的放大用线圈的剖视图。图4是构成放大用线圈的放大用光纤的剖视图。图5A是表示第一实施方式的放大用线圈的制造方法的工序图。图5B是表示第一实施方式的放大用线圈的制造方法的工序图。图5C是表示第一实施方式的放大用线圈的制造方法的工序图。图5D是表示第一实施方式的放大用线圈的制造方法的工序图。图5E是表示第一实施方式的放大用线圈的制造方法的工序图。图6是用于对放大用线圈的作用进行说明的图。图7是表示放大用光纤的扭转量与M2增加量的关系的图。图8是表示第二实施方式的放大用线圈的制造方法所使用的线圈自动卷绕装置的立体图。图9是表示放大用线圈的变形例的剖视图。具体实施方式[第一实施方式]以下，使用图1～图7对本专利技术的第一实施方式所涉及的光纤激光装置进行说明。本实施方式所涉及的光纤激光装置具备放大用线圈，上述放大用线圈构成为卷绕有包括纤芯与多边形包层的放大用光纤。本实施方式所涉及的光纤激光装置，例如也可以用于激光加工等用途。但是，用途并不局限于激光加工。图1是本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光装置，其特征在于，所述光纤激光装置具备：激励用光源，其射出激励光；放大用光纤，其包括纤芯与非圆形包层，通过吸收所述激励光而输出激光；放大用线圈，其具有卷绕有所述放大用光纤的构成；第一反射部，其设置于所述放大用线圈的射入侧，构成为使得所述激光朝向所述放大用线圈反射；以及第二反射部，其设置于所述放大用线圈的射出侧，具有比所述第一反射部的反射率低的反射率，构成为使得所述激光朝向所述放大用线圈反射，在所述放大用线圈中，所述放大用光纤在以所述放大用光纤的中心轴为中心沿所述放大用光纤的周向扭转的状态下卷绕，卷绕后的所述放大用光纤被固定而形成为一体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.12 JP 2015-0251841.一种光纤激光装置，其特征在于，所述光纤激光装置具备：激励用光源，其射出激励光；放大用光纤，其包括纤芯与非圆形包层，通过吸收所述激励光而输出激光；放大用线圈，其具有卷绕有所述放大用光纤的构成；第一反射部，其设置于所述放大用线圈的射入侧，构成为使得所述激光朝向所述放大用线圈反射；以及第二反射部，其设置于所述放大用线圈的射出侧，具有比所述第一反射部的反射率低的反射率，构成为使得所述激光朝向所述放大用线圈反射，在所述放大用线圈中，所述放大用光纤在以所述放大用光纤的中心轴为中心沿所述放大用光纤的周向扭转的状态下卷绕，卷绕后的所述放大用光纤被固定而形成为一体。2.根据权利要求1所述的光纤激光装置，其特征在于，在所述放大用线圈中，在相邻的所述放大用光纤之间填充有树脂。3.根据权利要求1或2所述...

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