[發(fā)明專(zhuān)利]光強(qiáng)度監(jiān)控電路以及光纖激光器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180017668.1
• 申請(qǐng)日: 2011-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102844942A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮內(nèi)秀德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社藤倉(cāng)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/06
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/06;B23K26/08;G01J1/02;G01M11/00;G02B6/287;G02B6/42
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 舒艷君;李偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖激光器的光強(qiáng)度監(jiān)控方法，尤其涉及即使高輸出光在傳輸光纖中傳播時(shí)，也能夠完成光強(qiáng)度以及斷線(xiàn)的檢測(cè)的光強(qiáng)度監(jiān)控器。

背景技術(shù)

在使用激光進(jìn)行材料加工的情況下，根據(jù)要加工的材料有時(shí)以數(shù)瓦的程度的激光輸出就足以應(yīng)對(duì)，但要加工厚的金屬之類(lèi)時(shí)需要千瓦級(jí)的激光輸出。作為金屬加工用激光器，有YAG激光器、CO₂激光器、準(zhǔn)分子激光器、光纖激光器等。其中，光纖激光器具有高效率、高增益、良好的光束品質(zhì)，且元件的絕大多數(shù)由光纖構(gòu)成，所以也作為維護(hù)性良好的激光光源而備受注目。

在光纖激光器中，激光傳播的路徑也全部是光纖，例如還能夠自由地改變連接激光器的輸出端部和光纖激光器主體的傳輸光纖的長(zhǎng)度，因此還存在下述優(yōu)點(diǎn)，即能夠不移動(dòng)主體，而僅移動(dòng)輸出端部的位置來(lái)進(jìn)行材料加工。

由此，傳輸光纖需要在某種程度上自由地移動(dòng)，因此，與裝置主體相比，有可能光纖的斷線(xiàn)概率高。在傳輸光纖中產(chǎn)生了斷線(xiàn)的情況下，有時(shí)高輸出的光會(huì)從斷線(xiàn)位置進(jìn)行輻射，該被輻射的光貫通保護(hù)傳輸光纖的軟管等。該情況下，有可能光會(huì)向周?chē)┏觥?/p>

由此，從安全性的觀點(diǎn)來(lái)看，需要檢測(cè)傳輸光纖的斷線(xiàn)。另外，為了使加工穩(wěn)定，所照射的激光輸出的穩(wěn)定性也很重要，需要能夠提供恒定的激光輸出的光強(qiáng)度監(jiān)控電路。

作為現(xiàn)有技術(shù)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示，存在下述光監(jiān)控設(shè)備，即在光纖的纖芯部設(shè)置傾斜型布拉格光柵來(lái)將纖芯的導(dǎo)波光的一部分向光纖的外部輻射，并利用受光元件檢測(cè)輻射出的光。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了用熔接點(diǎn)附近的另一光纖檢測(cè)從光纖的熔接點(diǎn)漏出的散射光的方法。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)平11－133255號(hào)公報(bào)（1999年5月21日公開(kāi)）”

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本國(guó)公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)“特開(kāi)2006－292674號(hào)公報(bào)（2006年10月26日公開(kāi)）”

在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，利用設(shè)置在光纖的輸出端側(cè)的傾斜型布拉格光柵將在纖芯中傳導(dǎo)的光的一部分向光纖的外部輻射，并利用受光元件檢測(cè)輻射出的光，從而監(jiān)控光強(qiáng)度。然而，若采用這樣的構(gòu)成，則需要將受光元件等設(shè)置在輸出端側(cè)，從而存在輸出端部變大這一問(wèn)題。而且，還存在與主體側(cè)的通信也變?yōu)閺?fù)雜的構(gòu)成（例如在保護(hù)軟管內(nèi)穿入傳輸由受光元件生成的光電流用的電氣布線(xiàn)等）這一問(wèn)題。

另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，通過(guò)另一光纖監(jiān)控來(lái)自熔接點(diǎn)的散射光，但在謀求靈活性的傳輸光纖中不優(yōu)選存在熔接點(diǎn)、加強(qiáng)部。另外，在傳輸光纖的輸出側(cè)配置這樣的光監(jiān)控設(shè)備的情況下，與專(zhuān)利文獻(xiàn)1同樣，存在輸出端部變大這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)發(fā)明是鑒于上述的課題而提出的，其目的在于提供無(wú)需使輸出端部形成為復(fù)雜的構(gòu)成，就能夠高精度地檢測(cè)在傳輸光纖中傳播的激光的光強(qiáng)度，也能夠檢測(cè)激光傳播的路徑的斷線(xiàn)的光強(qiáng)度監(jiān)控電路。

為了解決上述課題，本發(fā)明的光強(qiáng)度監(jiān)控電路的特征在于，具備：傳輸光纖，其由以第一包層覆蓋纖芯的周?chē)⑦M(jìn)而以第二包層覆蓋第一包層的周?chē)碾p包層光纖構(gòu)成；反射單元，其設(shè)置在上述傳輸光纖的輸出端側(cè)，反射在上述傳輸光纖的上述纖芯中傳播的激光的一部分，來(lái)耦合成沿逆向在上述第一包層中傳播的反向包層模；以及檢測(cè)單元，其設(shè)置在上述傳輸光纖的輸入端側(cè)，檢測(cè)利用上述反射單元耦合為反向包層模的反向包層模光的強(qiáng)度。

根據(jù)上述的構(gòu)成，在纖芯中傳播的激光的一部分通過(guò)設(shè)置在上述傳輸光纖的輸出端側(cè)的反射單元而變?yōu)榉聪虬鼘幽９猓⒎祷氐捷斎雮?cè)，利用設(shè)置在傳輸光纖的輸入端側(cè)的上述檢測(cè)單元來(lái)檢測(cè)該反向包層模光的強(qiáng)度。由此，無(wú)需在傳輸光纖的輸出端側(cè)進(jìn)行從輸出端部出射的激光強(qiáng)度的檢測(cè)、傳輸光纖的斷線(xiàn)的檢測(cè)，能夠防止輸出端部大到必要以上，防止與主體側(cè)的通信成為復(fù)雜的構(gòu)成。

本發(fā)明的光強(qiáng)度監(jiān)控電路無(wú)需在傳輸光纖的輸出端側(cè)進(jìn)行從輸出端部出射的激光強(qiáng)度的檢測(cè)、傳輸光纖的斷線(xiàn)的檢測(cè)，能夠防止輸出端部大到必要以上，防止與主體側(cè)的通信成為復(fù)雜的構(gòu)成。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的圖，是表示安裝了光強(qiáng)度監(jiān)控電路的光纖激光器系統(tǒng)的概略構(gòu)成的圖。

圖2是表示在圖1所示的光纖激光器系統(tǒng)中使用的傳輸光纖的概略構(gòu)成的圖。

圖3是表示形成于圖2所示的傳輸光纖的傾斜的光纖布拉格光柵的圖。

圖4是表示在圖1所示的光纖激光器系統(tǒng)中使用的反向包層模光檢測(cè)部的一個(gè)構(gòu)成例的圖。

圖5是表示在圖4所示的反向包層模光檢測(cè)部中使用的方向性耦合器的構(gòu)成的圖。