纤维激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种纤维激光装置，其能够避免因装置小型化的纤维缩短化产生的纤维的热蓄积所引起的问题。该纤维激光装置使用高浓度地添加了活性元素的短型纤维(19)，在纤维(19)的端部插入套圈(31、32)，具备收纳纤维(19)并由套圈(31、32)支承的壳体(30)，壳体(30)及套圈(31、32)分别由与纤维(19)的原材料的热膨胀系数近似的金属材料构成。数近似的金属材料构成。数近似的金属材料构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维激光装置


[0001]本专利技术涉及一种能够构成为小型紧凑的纤维激光装置。

技术介绍

[0002]图7表示使用添加了活性元素(稀土类元素、过渡元素或稀土类离子(Yb、Nd、Er、Pr、Dy、Ce、Tb等))的光纤的纤维激光装置的现有结构例。该现有例具备：将超过10m程度的长度的增益纤维卷绕而成的圆形状的纤维2；氧化锆制的套圈1，其设置在纤维2的输入输出端，用于支承细的机械强度弱容易折断的纤维2；支承纤维2并用于热排出的基板/散热器3；以及冷却风扇(或水冷装置)4。套圈1有时使用镍或不锈钢，其目的在于焊接固定纤维前端。纤维2为了尽量使激光装置紧凑化而卷绕，为了提高冷却效率而使纤维彼此不重叠。该卷绕的直径大约为30cm左右以下。基板/散热器3和纤维2使用热传导性膏，以极力抑制热阻的形式接触。在基板/散热器3中，使用冷却风扇(或水冷装置)4或珀耳帖元件排出蓄积在纤维2中的热。通过使纤维2的稀土类添加浓度为低浓度，另外，延长其长边长度，可以得到冷却面积提高及热蓄积向纤维长度方向的分散效果这两个效果，可以进行有效的冷却。
[0003]专利文献1公开了一种光纤激光装置，该光纤激光装置将卷绕多圈的长的一根激光纤维无间隙地埋入并固定在长方体状的透明的紫外线固化性树脂中，两端部向外部露出。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开平10－135548号公报
[0007]本专利技术要解决的课题
[0008]图7的现有的纤维激光装置由于使用长度10m左右的增益纤维，所以需要卷绕纤维，因此难以进行卷绕直径以下的小型紧凑的设计，在小型紧凑的结构上存在限制。专利文献1的光纤激光装置也同样，另外，卷绕多圈的长的激光纤维无间隙地埋入紫外线固化性树脂中的结构，其排热效率降低。
[0009]小型紧凑的装置结构是来自社会要求的课题，为了解决该课题，需要使用添加了比以往高浓度的活性元素(稀土类元素、过渡元素或稀土类离子(Yb、Nd、Er、Pr、Dy、Ce、Tb等))的增益纤维，以缩短纤维长度(也可以是30cm左右以下、或者20cm、15cm、10cm以下)，但若缩短长度，则产生纤维的热蓄积的问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种纤维激光装置，其能够避免因装置小型化的纤维缩短化而产生的纤维的热蓄积所引起的问题。
[0011]为了解决上述问题，本专利技术的反映一方面的纤维激光装置，使用了高浓度地添加有活性元素的短型纤维，其中，在所述纤维的端部插入套圈(ferrule)，具备收纳所述纤维并由所述套圈支承的壳体，所述壳体和所述套圈分别由与所述纤维的原材料的热膨胀系数
近似的金属材料构成。
[0012]根据该纤维激光装置，由于壳体和套圈分别由与纤维的原材料的热膨胀系数近似的金属材料构成，因此能够降低装置动作中的纤维端部的热蓄积，能够避免由热蓄积引起的问题。即，壳体和套圈由导热性高的金属材料构成，由此，与以往的例如氧化锆等陶瓷相比，导热性提高，因此，能够降低纤维端部的热蓄积，另外，由于是与纤维的原材料的热膨胀系数近似的材料，因此，即使纤维进行热蓄积，也能够降低由于热膨胀系数之差而从壳体和套圈受到的应力。这样，由于能够防止因纤维缩短化而产生的纤维的热蓄积所引起的问题，所以能够实现纤维缩短化带来的装置的小型化。
[0013]用于实现上述目的中的至少一个，本专利技术的反映一方面的另一纤维激光装置使用了高浓度地添加有活性元素的短型纤维，其中，在所述纤维的端部插入套圈，具备收纳所述纤维并由所述套圈支承的壳体，所述套圈及所述壳体由具有90W/mK以上的热传导率和10
×
10
－6
～30
×
10
－6
/K的热膨胀系数的材料构成。
[0014]根据该纤维激光装置，由于壳体及套圈分别由具有90W/mK以上的热传导率和10
×
10
－6
～30
×
10
－6
/K的热膨胀系数的材料构成，因此，能够降低装置动作中的纤维端部的热蓄积，能够避免由热蓄积引起的问题。即，壳体和套圈由90W/mK以上的热传导性高的材料构成，由此，与以往的例如氧化锆等陶瓷相比，热传导性提高，因此，能够降低纤维端部的热蓄积，另外，具有10
×
10
－6
～30
×
10
－6
/K的热膨胀系数，与纤维的原材料的热膨胀系数近似，因此，即使纤维进行热蓄积，也能够降低由于热膨胀系数之差而从壳体和套圈受到的应力。这样，由于能够防止因纤维缩短化而产生的纤维的热蓄积所引起的问题，所以能够实现纤维缩短化带来的装置的小型化。
[0015]在上述各纤维激光装置中，优选所述纤维的长度为300mm以下，另外，所述纤维的原材料为氟化物玻璃材料，另外，所述纤维具有Pr元素的添加浓度为1500～5000ppm的纤维芯。
[0016]另外，所述纤维激光装置优选以520nm
±
10nm、610nm
±
10nm、638nm
±
10nm中的任意一个波长或任意两个波长进行激光振荡。
[0017]专利技术效果
[0018]根据本专利技术的纤维激光装置，能够避免因纤维缩短化而产生的纤维的热蓄积所引起的问题，因此，能够实现装置小型化。
附图说明
[0019]图1是表示本实施方式的纤维激光装置的概略结构的光路图。
[0020]图2是概略地表示收纳了图1的纤维的壳体的正面图(a)及侧面图(b)。
[0021]图3是表示安装在图2(a)的纤维端部的套圈的图。
[0022]图4是表示在本事前研究例中使用的纤维激光装置的概略结构的光路图。
[0023]图5是表示在本事前研究例中得到的图4的纤维激光装置的基本输出特性的曲线图。
[0024]图6是表示在本实施例中得到的图1的纤维激光装置的基本输出特性的曲线图。
[0025]图7是表示以往的纤维激光装置的主要部分结构例的图。
具体实施方式
[0026]以下，使用附图说明用于实施本专利技术的方式。图1是表示本实施方式的纤维激光装置的概略结构的光路图。图2是概略地表示收纳有图1的纤维的壳体的正面图(a)及侧面图(b)。图3是表示安装在图2(a)的纤维的端部的套圈的图。
[0027]如图1所示，本实施方式的纤维激光装置10具有：半导体激光器11、11A；透镜12、12A；波长板13；偏振光分光器14，其入射有来自半导体激光器11的通过了透镜12的激光和来自半导体激光器11A的通过了透镜13A、波长板13而被赋予了90
°
的相位差的激光并进行合波；变形棱镜对15，其入射有来自偏振光分光器14的激光并射出；以及全反射镜16、17，其对来自变形棱镜对15的激光进行全反射。
[0028]纤维激光装置10还具有：透镜18，其入射有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纤维激光装置，使用了高浓度地添加有活性元素的短型纤维，其中，在所述纤维的端部插入套圈，具备收纳所述纤维并由所述套圈支承的壳体，所述壳体和所述套圈分别由与所述纤维的原材料的热膨胀系数近似的金属材料构成。2.一种纤维激光装置，使用了高浓度地添加有活性元素的短型纤维，其中，在所述纤维的端部插入套圈，具备收纳所述纤维并由所述套圈支承的壳体，所述套圈及所述壳体由具有90W/mK以上的热传导率和10
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～30
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－6
/K的热膨胀系...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤本靖，保罗比努，本越伸二，中原正盛，滨田武，
申请(专利权)人：株式会社金门光波，
类型：发明
国别省市：