[发明专利]光纤维激光器装置用光纤及光纤维激光器装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备芯部和包层并传送高输出功率的激光的光纤维激光器装置用光纤及光纤维激光器装置。

背景技术

作为应用于激光加工或医疗用途的目的，要求开发出更高输出功率且低廉的光源。对于这些要求，光纤维激光器及光放大器由于可容易取出高效且单模的激光而受到关注。

图6表示现在开发出的光纤维激光器的一般的结构。在图6所示的光纤维激光器装置71中，来自半导体激光器(LD)72的激励光通过激励光组合部73向添加了稀土类离子(稀土类元素)的光纤维激光器用光纤74入射。为了得到高输出功率，多个LD72连接在光纤维激光器用光纤74上。

在添加了稀土类元素的光纤激光用光纤74的激励光入射的一侧形成有对激励光波长进行透射而对起振光长具有高反射率的纤维光栅(FBG)75。而且在与激励光入射侧相反的一侧形成有局部反射起振光的另一个FBG76。这两个FBG75、76作为激光谐振器的全反射镜及输出镜发挥作用，输出激光起振光L。

光纤维激光器装置71若不形成利用光栅的谐振器构造，而使与受激发射光的波长一致的信号光与激励光重叠并传播，则还可作为光放大器发挥作用。

作为添加了稀土类离子的光纤维激光器用光纤74，一般使用如图7所示的双包层式光纤。在双包层式光纤的芯部区域77中添加有Nd、Yb、Er、Th等稀土类元素。包层由折射率比芯部区域77低的第一包层区域78和折射率比它还低的第二包层区域79构成。而且，虽然未图示，但在第二包层区域79的周围设有由常用的材料构成的被覆层等。

激励光Le以多模方式在第一包层区域78内传播，逐渐被中心的芯部区域71吸收而衰减。使用了这种双包层构造的光纤的端面激励方式的光纤式激光器，从激励光Le向激光起振光L的转换效率高，逐年使输出功率增大，还实现了10kW级的起振。

作为与该申请的发明有关的现有技术文献信息有如下文献。

专利文献1：日本特表2002-541507号公报，

专利文献2：日本特开2000-35521号公报。

如上所述，光纤维激光器具有优良的波束质量，而且最年来还推进着高输出功率化，达到实现10kW级的光纤维激光器。因此，作为各种加工用途、尤其是金属材料等的焊接或切断的激光起振源的期望提高。作为将这种高输出功率化后的光纤维激光器进行实用化时的问题，可举出安全对策的问题。

其中，光纤断线时的激光断开功能在光纤维激光器装置中是必须的功能。假设光纤断线，则从其断线处射出能量密度高的激光，破坏周围的物品。通常为了避免这种状态，引入检测光纤维激光器主体或光纤维激光器用光纤的断线的系统。

具体来讲，不是对光纤维激光器用光纤主体，而是对装有光纤维激光器用光纤的电缆构造进行研究。例如，如图8所示的光纤维激光器断线检测用电缆81具有如下构造，以螺旋状包围光纤维激光器用光纤82的方式将金属制带83设置在电缆外皮84的内侧，通过对该金属带83进行通电，光纤维激光器用光纤82断线而漏出激光，使金属带83断线来进行检测。

在该构造中，在光纤维激光器用光纤82与电缆外皮84之间柔性地组装有金属带83，且即使金属带83彼此接触也需要实施不会在此短路的绝缘处理，因此存在制造困难，且费工时等问题。

而且，在光纤维激光器用光纤82的外周需要金属带83，因此存在电缆整体的构造也复杂，外径变粗而重量也增加，光纤维激光器传送系统的电缆的处理难以进行的问题。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种使光纤自身具有断线检测功能的光纤维激光器装置用光纤。

而且，本发明的另一个目的在于提供一种通过使用上述光纤维激光器用光纤，在光纤断线时可瞬时停止激光起振的光纤维激光器装置。

本发明是为了达到上述目的而做成，方案1是一种光纤维激光器用光纤，具备实心的芯部和包层并传送高输出功率的激光，其中，以与上述包层邻接的方式形成金属层。

方案2的发明是根据方案1所述的光纤维激光器装置用光纤，其中，上述光纤维激光器装置用光纤是在上述芯部添加稀土类离子并具有通过进行规定的激励而发光的发光功能且通过使该发光后的光反射激振而成为激光器起振介质的金属被覆光纤维激光器用光纤。

方案3的发明是根据方案1或2所述的光纤维激光器装置用光纤，其中，上述金属层由内部金属层和外部金属层构成。