光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置
【課題】 熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置を提供する。
【解決手段】 光デリバリ部品１００は、コア５１及びクラッド５２を有するデリバリファイバ５０と、放熱部材６０と、を備え、デリバリファイバ５０は、放熱部材の一部である第１放熱部材６０ａに接続される第１光放出部５０ａと、放熱部材の他の一部である第２放熱部材６０ｂに接続される第２光放出部５０ｂとを有すると共に、少なくとも第２光放出部５０ｂが曲げられており、第１光放出部５０ａは、第２光放出部５０ｂよりもデリバリファイバ５０における光の入力端５８側に設けられると共に、第２光放出部５０ｂよりも曲げ半径が大きくされることを特徴とする。
【解決手段】 光デリバリ部品１００は、コア５１及びクラッド５２を有するデリバリファイバ５０と、放熱部材６０と、を備え、デリバリファイバ５０は、放熱部材の一部である第１放熱部材６０ａに接続される第１光放出部５０ａと、放熱部材の他の一部である第２放熱部材６０ｂに接続される第２光放出部５０ｂとを有すると共に、少なくとも第２光放出部５０ｂが曲げられており、第１光放出部５０ａは、第２光放出部５０ｂよりもデリバリファイバ５０における光の入力端５８側に設けられると共に、第２光放出部５０ｂよりも曲げ半径が大きくされることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられ、増幅用光ファイバにおいて増幅された光が出力されるものである。このようなファイバレーザ装置においては、ダブルクラッドファイバから成る増幅用光ファイバにおいて増幅される信号光が、増幅用光ファイバのコアから出力され、増幅用光ファイバに接続されたシングルクラッドファイバから成るデリバリファイバのコアに入力されて、デリバリファイバにより所望の場所まで伝播されてから、出力される場合がある。
【０００３】
しかし、増幅用光ファイバから出力される光としては、コアから出力される信号光の他に、クラッドから出力される余剰励起光があり、上述のように増幅用光ファイバにデリバリファイバが接続されている場合、この余剰励起光は、デリバリファイバのクラッドに入力する。また、増幅用光ファイバのコアを伝播する信号光と、デリバリファイバのコアを伝播する信号光とのモードフィールド径の不一致や、増幅用光ファイバとデリバリファイバとの接続における軸ずれ、角度ずれ等により、増幅用光ファイバから出力される信号光の一部が、デリバリファイバのクラッドに入力する場合がある。
【０００４】
デリバリファイバのクラッドに入力するこれらの光は、デリバリファイバの被覆層に吸収されて、被覆層が焼損するといった問題が生じることがある。従って、デリバリファイバのクラッドに入力する光は、適切に放出されることが望ましい。
【０００５】
下記特許文献１には、このようなクラッドに入力した光を放出する光ファイバの融着接続構造が記載されている。この融着接続構造においては、ダブルクラッドファイバとシングルクラッドファイバとが直線状に並べられて接続され、少なくともシングルクラッドファイバの融着点付近が高熱伝導性のブロックで覆われている。従って、ダブルクラッドファイバからシングルクラッドファイバのクラッドに光が入力し、この光の放射により、熱が発生する場合においても、この熱がブロックに吸収され、光ファイバの被覆の劣化を防止することができるとされている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、クラッドに入力した光を放出するレーザ伝達装置が記載されている。このレーザ伝達装置においては、光ファイバのクラッドが一部露出された部分が、所定の曲率で曲げられると共に、光透過部材で覆われ、さらに光透過部材に光吸収部材・冷却部材が設けられるというものである。この様な構成により、クラッドが露出した部分において、クラッドを伝播する光を略完全に除去できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３１０２７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−００２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように増幅用光ファイバからデリバリファイバに入力する光には、増幅用光ファイバのクラッドを伝播する励起光と、コアを伝播する信号光とがある。一般に励起光は、ＮＡ（開口数：Numerical Aperture）が大きい成分が多い光であり、信号光は、励起光と比べるとＮＡの比較的小さい成分が多い光である。そして、ＮＡの小さい成分は、ＮＡの大きい成分よりも直進性が良い。
【０００９】
従って、特許文献１に記載の光ファイバの融着接続構造によれば、光ファイバが直線上に並べられているため、ＮＡの小さい成分は、高熱伝導性のブロックで覆われている部分において放出されづらい。従って、高熱伝導性のブロックで覆われていない部分において、光ファイバが曲げられると、この部分でＮＡの小さい成分がクラッドから放出されて被覆層を損傷する虞がある。一方、特許文献２に記載のレーザ伝達装置においては、光ファイバが曲げられている部分において、光のＮＡの小さい成分とＮＡの大きい成分とが、一気に放出されて熱に変換されるため、発熱する場所が集中して、冷却部材が設けられる場合においても、光ファイバが熱により損傷する虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光デリバリ部品は、コア及びクラッドを有するデリバリファイバと、放熱部材と、を備え、前記デリバリファイバは、前記放熱部材の一部に接続される第１光放出部と、前記放熱部材の他の一部に接続される第２光放出部とを有すると共に、少なくとも第２光放出部が曲げられており、前記第１光放出部は、前記第２光放出部よりもデリバリファイバにおける光の入力端側に設けられると共に、前記第２光放出部よりも曲げ半径が大きくされることを特徴とするものである。
【００１２】
このような光デリバリ部品においては、デリバリファイバのクラッドにＮＡの小さな光とＮＡの大きな光とを有する光が入力すると、この光は、第１光放出部、第２放熱部の順に伝播する。ＮＡの大きな光は、デリバリファイバのクラッドの外周面に対する入射角が小さく、クラッドから放出され易い。一方、ＮＡの小さな光は、デリバリファイバのクラッドの外周面に対する入射角が大きく、クラッドから放出されづらい。従って、第１光放出部は、第２放熱部よりも曲げ半径が大きくされるため、クラッドに入力した光の内、比較的ＮＡの大きな光が第１放出部から放出される。そして、第２光放出部は、第１光放出部よりも曲げ半径が小さいため、比較的ＮＡの大きな光も比較的ＮＡの小さな光も放出することができる。従って、第２光放出部においては、第１光放出部を通過した残りの光が放出される。そして、第１光放出部から放出される光により発生する熱は、放熱部材の一部から放熱され、第２光放出部から放出される光により発生する熱は、放熱部材の他の一部から放熱される。このようにＮＡの比較的大きな光と、ＮＡの比較的小さな光を含む光とを異なる場所で放出して、それぞれ発熱させることにより、発熱する場所が集中することを防止でき、分散して発熱した熱をそれぞれ適切に放出することができる。従って、熱による損傷を防止することができる。
【００１３】
また、前記第１光放出部は、直線状とされることが好ましい。
【００１４】
第１光放出部を直線上とすることにより、ＮＡの小さな光を適切に第２光放出部まで伝播させることができ、第１光放出部及び第２光放出部において、より適切に発生する熱を分散することができる。
【００１５】
また、上記の様に前記第１光放出部が、直線状とされる場合においては、前記第２光放出部は、一定の曲げ半径とされることとしても良い。
【００１６】
このような構成にすることにより、放熱部材における第２光放出部が接続される部分の形成が容易になる。例えば、放熱部材は、通常熱伝導の良いアルミ等をフライス盤等の金属加工機で加工して作成するが、第２放出部が一定の曲げ半径とされることにより、放熱部材における第２光放出部が接続される部分を一定の曲げ半径で加工することができ、加工が容易になる。従って、放熱部材を安価に抑えることが可能になる。とすることができる。
【００１７】
或いは、上記の様に前記第１光放出部が、直線状とされる場合において、前記第２光放出部は、前記第１光放出部側から徐々に曲げ半径が小さくされることとしても良い。
【００１８】
この場合においては、第２光放出部内において、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、順に徐々に放出される。従って、第１光放出部で放出されなかった比較的ＮＡの大きな光が第２光放出部に伝播する場合においても、第２光放出部において、まずＮＡの比較的大きな光を放出して、次いで、比較的ＮＡの小さな光を放出することができる。こうして、第２光放出部において、発熱する個所を更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００１９】
或いは、前記第１光放出部から前記第２光放出部にかけて、前記デリバリファイバの前記曲げ半径が徐々に小さくされることが好ましい。
【００２０】
デリバリファイバの曲げ半径が徐々に小さくされることで、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、光を順に徐々に放出することができる。従って、発熱する個所を更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００２１】
また、前記放熱部材は、前記デリバリファイバと覆う光透過性の樹脂をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記光透過性の樹脂で覆われることが好ましい。
【００２２】
クラッドが光透過性の樹脂で覆われることで、デリバリファイバと離れた場所において、光を熱に変えることができる。従って、デリバリファイバをより適切に熱から保護することができる。
【００２３】
また、前記デリバリファイバは、前記クラッドを覆う被覆層をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記被覆層で覆われていることが好ましい。
【００２４】
第１光放出部及び第２光放出部の少なくとも一部において、クラッドが被覆層で覆われるため、光デリバリ部品を組み立てる際、被覆層により、コア及びクラッドが折れることを防止することができる。特にデリバリファイバが小さな曲げ半径で曲げられている第２光放出部の少なくとも一部においては、クラッドが被覆層で覆われていれば、光デリバリ部品を組み立てる際における、コア及びクラッドの折れをより有効に防止することができる。
【００２５】
さらに、デリバリファイバが被覆層を有する場合においては、前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、前記被覆層及び前記樹脂は、共に光透過性であることが好ましい。
【００２６】
被覆層及び樹脂が共に光透過性の樹脂であるため、被覆層における発熱を抑制でき、デリバリファイバと離れた場所において、光を熱に変えることができる。従って、デリバリファイバをより適切に熱から保護することができる。
【００２７】
或いは、デリバリファイバが被覆層を有する場合においては、前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、前記樹脂は、前記被覆層よりも熱伝導性に優れることが好ましい。
【００２８】
被覆層を覆う樹脂が、被覆層よりも熱伝導性に優れるため、被覆層において発熱する場合においても、この熱を樹脂により、適切に伝導することができる。従って、この場合においても、デリバリファイバをより適切に熱から保護することができる。
【００２９】
また、本発明のレーザ装置は、上記のいずれかに記載の光デリバリ部品と、コアとクラッドとを有し、光を出力する光ファイバと、を備え、前記光ファイバの出力端が前記デリバリファイバの入力端に接続されることを特徴とするものである。
【００３０】
このようなレーザ装置においては、光ファイバから出力される出力光の一部が、デリバリファイバのクラッドに入力する場合においても、適切に光を放出し、この出力光にＮＡの大きな光と小さな光が含まれる場合においても、光の放出による熱を分散することができる。従って、信頼性の高いレーザ装置とすることができる。
【００３１】
さらに、上記のレーザ装置は、励起光源を更に備え、前記光ファイバは、前記励起光源から出力される励起光により励起状態とされる活性元素が前記コアに添加される増幅用光ファイバであることとしても良い。
【００３２】
このようなレーザ装置は、ファイバレーザ装置とされる。一般的に、増幅用光ファイバから出力される余剰励起光は、ＮＡの大きな光とされ、増幅用光ファイバにおいて増幅される信号光は、ＮＡが大きな光と小さな光を含む。従って、本発明のレーザ装置によれば、増幅用光ファイバから出力される余剰励起光が、デリバリファイバのクラッドに入力されたり、信号光の一部がクラッドに入力する場合においても、余剰励起光の多くは第１光放出部において放出され、クラッドに入力した信号光の多くは、第２光放出部から出力される。従って、クラッドに入力した励起光と信号光とを分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いファイバレーザ装置とすることができる。
【００３３】
或いは、上記のレーザ装置は、励起光源と、前記励起光により励起状態とされる活性元素がコアに添加される増幅用光ファイバと、を更に備え、前記光ファイバの入力端が前記増幅用光ファイバの出力端に接続されることとしても良い。
【００３４】
このようなレーザ装置においても、増幅用光ファイバから出力される余剰励起光が光ファイバを介してデリバリファイバのクラッドに入力されたり、増幅用光ファイバから光ファイバを介して出力される信号光の一部がデリバリファイバのクラッドに入力する場合においても、余剰励起光の多くは第１光放出部において放出され、クラッドに入力した信号光の多くは、第２光放出部から出力される。従って、クラッドに入力した励起光と信号光とを分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いファイバレーザ装置とすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。
【図３】図１の光デリバリ部品の拡大図である。
【図４】図３のデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線における断面の構造の様子を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光デリバリ部品の拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る光デリバリ部品の拡大図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００３９】
図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、種光を出力する種光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅用光ファイバ３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、増幅用光ファイバ３０に一端が接続されているデリバリファイバ５０を有する光デリバリ部品１００と、を主な構成として備える。このレーザ装置は、種光源１０から出力される種光が、増幅用光ファイバにより増幅されて出力されるものであり、ＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置とされる。
【００４０】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置から構成されている。この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光用ファイバ１５のコアを伝播する。種光用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。なお、種光源１０から出力される種光は、信号光とも呼ばれる。しかし、特に種光に信号が重畳されている必要はない。
【００４１】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光用ファイバ２２を伝播する。励起光用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００４２】
図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する外側クラッド３３と、外側クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。クラッド３２の屈折率はコア３１の屈折率よりも低く、外側クラッド３３の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもさらに低くされている。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、クラッド３２の外径は、例えば、４００μｍとされる。このような、コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）やクロム（Ｃｒ）等が挙げられる。また、クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、外側クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂やフッ素等が添加された石英が挙げられ、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、外側クラッド３３が樹脂から成る場合における樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４３】
コンバイナ４０は、種光用ファイバ１５及びそれぞれの励起光用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコア３１に端面接続されている。さらにコンバイナ４０において、それぞれの励起光用ファイバ２２のコアが、増幅用光ファイバ３０の一端において、クラッド３２に端面接続されている。こうして、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力される。
【００４４】
図３は、図１の光デリバリ部品１００の拡大図である。図３に示すように、光デリバリ部品１００は、放熱部材６０とデリバリファイバ５０とを備える。
【００４５】
図４は、図３のデリバリファイバ５０の長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。図４に示すように、デリバリファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆するクラッド５２と、クラッド５２を被覆する被覆層５４とから構成される。コア５１の直径は、例えば、増幅用光ファイバ３０のコア３１の直径と同様とされ、クラッド５２の外径は、例えば、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径と同様とされ、被覆層５４の外径は、例えば、増幅用光ファイバ３０の被覆層３４の外径と同様とされる。また、コア５１の屈折率は、例えば、増幅用光ファイバ３０のコア３１と同様とされ、クラッド５２の屈折率は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２と同様とされる。このような、コア５１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられ、クラッド５２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、被覆層５４を構成する材料としては、例えば、ウレタン系の紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４６】
このようなデリバリファイバ５０は、図１、図３に示すように、光の入力端５８側の被覆層５４が所定の長さ剥離され、クラッド５２が露出しており、光の入力端５８が、増幅用光ファイバ３０の出力端３９と接続されている。そして、デリバリファイバ５０は、被覆層５４が剥離された部分を含む光の入力端５８から所定の長さが第１光放出部５０ａとされ、入力端５８側から第１光放出部５０ａに続く所定の長さが第２光放出部５０ｂとされる。従って、本実施形態においては、第１光放出部５０ａにおける一部は、被覆層５４が剥離されクラッド５２が露出しており、他の一部は、被覆層５４が剥離されていない。また、デリバリファイバ５０の第２光放出部５０ｂにおいては、被覆層５４が全く剥離されていない。このように本実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａの一部、及び、第２光放出部５０ｂが、クラッドが被覆層で覆われるため、光デリバリ部品１００を組み立てる際、被覆５４層により、コア及びクラッドが折れることを防止することができる。また、一般に光ファイバの曲げ半径が小さい個所においては、被覆層が剥離されていると、光ファイバの寿命が短くなる傾向があるが、このように被覆層５４によりクラッド５２が被覆されているので、デリバリファイバ５０は、寿命が短くなることが防止されている。
【００４７】
放熱部材６０は、放熱部材６０の一部を構成する第１放熱部材６０ａと、放熱部材６０の他の一部を構成する第２放熱部材６０ｂとから成る。
【００４８】
図５は、図３のＶ−Ｖ線における断面の構造の様子を示す図である。図３、図５に示すように、本実施形態において、第１放熱部材６０ａは、凹状の第１収納部６２ａが形成された板状の第１基台６１ａと、第１収納部６２ａに充填された熱伝導性に優れる樹脂６４とから構成される。第１基台６１ａを平面視する場合に、第１基台６１ａの外径は、略長方形の形状をしており、第１収納部６２ａも略長方形の形状をしている。また、第１基台６１ａには、第１収納部６２ａと連結するように、第１収納部６２ａの長手方向の両端部に、一対の溝部６３ａが形成されている。第１基台６１ａを構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム等の金属や窒化アルミ等のセラミックを挙げることができる。また、樹脂６４は、熱伝導性に優れる樹脂であることが好ましく、特に限定されないが、例えば、熱伝導性の高い材料を含有するシリコーンＲＴＶゴム等を挙げることができる。
【００４９】
また、第２放熱部材６０は、凹状の第２収納部６２ｂが形成された第２基台６１ｂと、第２収納部６２ｂに充填された熱伝導性に優れる樹脂６４とから構成される。第２基台６１ｂは、断面における形状が、図５に示す第１基台６１ａの断面における形状と略同様とされており、外形が第１基台６１ａが平面上において略直角に曲がった形状とされている。また、第２収納部６２ｂの外形は、第１収納部６２ａが平面上において略直角に曲がった形状とされている。また、第２基台６１ｂには、第２収納部６２ｂの両端と連結するように、一対の溝部６３ｂが形成されている。なお、本実施形態においては、第２基台６１ｂの外形、及び、第２収納部６２ｂの外形が略直角に曲がっているが、この角度は、特に限定されるものではない。
【００５０】
そして、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａが、第１放熱部材６０ａに直線状に配置されて、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０の接続点が、第１放熱部材６０ａの第１収納部６２ａ内に配置される。さらに、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａにおける被覆層５４が剥離された部分は、第１収納部６２ａ内に配置されて、樹脂６４で被覆される。さらに、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａにおける被覆層５４が剥離されていない部分は、第１収納部６２ａ内から第２放熱部材６０ｂ側の溝部６３ａにかけて配置される。従って、第１収納部６２ａ内において、第１光放出部５０ａにおける被覆層５４が剥離されている部分は、クラッド５２が樹脂６４で被覆され、被覆層５４が剥離されていない部分は、被覆層５４が樹脂６４で被覆されている。こうして、第１光放出部５０ａは、第１放熱部材６０ａに接続されている。また、第１光放出部５０ａにおいて、被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていることが好ましい。このような場合、被覆層５４において発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。このような樹脂としては、被覆層５４がウレタン系の樹脂である場合、上述のシリコーンＲＴＶゴム等を挙げることができる。
【００５１】
なお、デリバリファイバ５０と接続されている増幅用光ファイバ３０は、第１収納部６２ａからデリバリファイバ５０が配置される側の溝部６３ａと反対側の溝部６３ａに配置されており、放熱部材６０から導出されている。
【００５２】
また、デリバリファイバ５０の第２光放出部５０ｂは、第２放熱部材６０ｂにおいて、第１放熱部材６０ａ側の溝部６３ｂから第２収納部６２ｂ内に配置されて、さらに、第２収納部６２ｂから第１放熱部材６０ａ側と反対側の溝部６３ｂに配置される。つまり、デリバリファイバ５０の第２光放出部５０ｂは、略直角に曲がった形状の第２基台６１ｂに沿って曲げられて配置される。なお、本実施形態においては、第２光放出部５０ｂは、一定の曲げ半径で略直角に曲げられて配置されている。また、第２光放出部５０ｂにおいては、被覆層５４が剥離されていないため、第２収納部６２ｂ内において、被覆層５４が樹脂６４で被覆されている。こうして、第２光放出部５０ｂは、第２放熱部材６０ｂに接続されている。また、第２光放出部５０ｂにおいても、上述の第１光放出部５０ａと同様に、被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていることが好ましい。このような場合、被覆層５４において発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。そして、デリバリファイバ５０の第２光放出部に続く部分が、放熱部材６０の外に導出されている。なお、本実施形態においては、上述のように、第１光放出部５０ａが直線状であるため、第１光放出部５０ａの曲げ半径は、無限大と考えることができる。従って、第１光放出部５０ａは、第２光放出部５０ｂよりも曲げ半径が大きくされる。なお、本実施形態においては、第２光放出部５０ｂが略直角に曲がっているが、この角度は、特に限定されるものではない。
【００５３】
また、本実施形態においては、デリバリファイバ５０の増幅用光ファイバ３０側と反対側の端部には何も接続されておらず、光が出力される出力端とされる。ただし、この出力端には、出力光の径を広げるためのガラスロッドから成るエンドキャップが接続されても良い。
【００５４】
このようなレーザ装置１は、次のように動作する。
【００５５】
まず、種光源１０から種光が出力されると共に、励起光源２０から励起光が出力される。このとき種光源１０から出力される種光は、上述のように、例えば、波長が１０７０ｎｍとされる。種光源１０から出力された種光は、種光用ファイバ１５のコアを伝播して、コンバイナ４０に入力する。
【００５６】
一方、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、上述のように、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、励起光用ファイバ２２を伝播しコンバイナ４０に入力する。
【００５７】
こうしてコンバイナ４０に入力した種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力して、コア３１を伝播する。一方、コンバイナ４０に入力した励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力して、クラッド３２を主に伝播する。
【００５８】
そして、増幅用光ファイバ３０において、励起光がコア３１を通過するときに、コア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起する。励起された活性元素は、誘導放出を起こし、この誘導放出により種光が増幅されて、出力光として増幅用光ファイバ３０の出力端３９から出力される。
【００５９】
そして、増幅用光ファイバ３０のコア３１から出力した出力光は、デリバリファイバ５０の入力端５８からコア５１に入力し、コア５１を伝播して、デリバリファイバ５０の出力端から出力される。
【００６０】
ところで、上記の様に出力光が増幅用光ファイバ３０のコア３１からデリバリファイバ５０のコア５１に入力するときに、入力端５８において、増幅用光ファイバ３０のコア３１とデリバリファイバ５０のコア５１との軸ずれ・角度ずれや、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０のモードフィールドの不整合等により、出力光が漏えいして、漏れ光としてクラッド５２に入力する場合がある。また、増幅用光ファイバ３０において、活性元素に吸収されずに増幅用光ファイバ３０の出力端３９から出力される余剰励起光が、デリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合がある。
【００６１】
一般的に、励起光は比較的ＮＡが大きな光から成り、種光が増幅された出力光は、ＮＡが小さな光から大きな光まで含む。従って、上記の様に出力光や励起光がデリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合、この光は、ＮＡの大きな光から小さな光まで含む。
【００６２】
そして、クラッド５２に入力した光の内、ＮＡの比較的大きな光は、クラッド５２の外周面に対する入射角が小さいため、クラッド５２の外周面から出力され易い。このため、このＮＡの比較的大きな光の少なくとも一部は、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａにおいてクラッド５２から放出され熱に変化する。この熱は、第１放熱部材６０ａにおける樹脂６４を伝導して、第１基台６１ａを介して外部に放出される。なお、上述のように、第１光放出部５０ａにおける被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていれば、第１光放出部５０ａにおいて被覆層５４が発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。
【００６３】
一方、ＮＡの比較的小さな光は、クラッド５２の外周面に対する入射角が大きいため、直線状である第１光放出部５０ａにおいて、クラッド５２から放出されづらく、第１光放出部５０ａを通過する。また、ＮＡの比較的大きな光においても、一部の光は、第１光放出部５０ａを通過する。こうして、クラッド５２を伝播する光の内、第１光放出部５０ａを通過した光は、第２光放出部５０ｂまで伝播する。しかし、第２光放出部５０ｂは、第１光放出部５０ａよりも曲げ半径が小さいため、ＮＡの比較的小さな光もクラッド５２から放出され易い。そのため、クラッド５２を伝播する光の内、第２光放出部５０ｂに到達した光の多くは、第２光放出部５０ｂにおいて、クラッド５２から放出される。なお、本実施形態においては、第２光放出部５０ｂにおいては、クラッド５２が被覆層５４で覆われており、クラッド５２から放出された光の一部が被覆層５４で熱とされる。しかし、クラッド５２に入力した光の内、一部の光は、第１光放出部５０ａにおいて、放出されているため、第２光放出部５０ｂにおいて被覆層５４で発生する熱量は、被覆層５４を損傷するほど大きくない。さらに第２光放出部５０ｂにおいて被覆層５４は、第２放熱部材６０ｂに接続されているため、被覆層５４は熱による損傷を受けづらい。特に上述のように、第２光放出部５０ｂにおける被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていれば、第２光放出部５０ｂにおいて被覆層５４が発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。そして、被覆層５４で発生した熱は、樹脂６４を伝導して、第２基台６１ｂを介して外部に放出される。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態の光デリバリ部品１００によれば、デリバリファイバ５０のクラッド５２にＮＡの小さな光とＮＡの大きな光とを有する光が入力すると、この光は、第１光放出部５０ａ、第２光放出部５０ｂの順に伝播する。励起光のようなＮＡの大きな光は、デリバリファイバ５０のクラッド５２の外周面に対する入射角が小さく、クラッド５２から放出され易い。一方、種光が増幅された出力光に含まれるＮＡの小さな光は、デリバリファイバ５０のクラッド５２の外周面に対する入射角が大きく、クラッド５２から放出されづらい。従って、本実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａが、第２光放出部５０ｂよりも大きな曲げ半径とされるため、クラッド５２に入力した光の内、励起光や出力光の一部のような比較的ＮＡの大きな光が第１光放出部５０ａから放出される。そして、第２光放出部５０ｂは、第１光放出部５０ａよりも曲げ半径が小さいため、比較的ＮＡの大きな光も比較的ＮＡの小さな光も放出することができる。従って、第２光放出部５０ｂにおいては、第１光放出部５０ａを通過した残りの光が放出される。そして、第１光放出部５０ａから放出される光により発生する熱は、第１放熱部材６０ａから放熱され、第２光放出部５０ｂから放出される光により発生する熱は、第２放熱部材６０ｂから放熱される。このようにＮＡの比較的大きな光と、ＮＡの比較的小さな光を含む光とを異なる場所で放出して、それぞれ発熱させることにより、発熱する場所が集中することを防止でき、分散して発熱した熱をそれぞれ適切に放出することができる。従って、熱による損傷を防止することができる。
【００６５】
従って、このような光デリバリ部品１００を用いるレーザ装置１は、高い信頼性を有することができる。特に本実施形態のようにレーザ装置１が増幅用光ファイバ３０を用いるファイバレーザ装置である場合においては、増幅用光ファイバ３０から出力される余剰励起光が、デリバリファイバ５０のクラッド５２に入力されたり、種光が増幅された出力光の一部がクラッド５２に入力する場合があるが、このような場合においても、余剰励起光の多くは第１光放出部５０ａにおいて放出され、クラッド５２に入力した出力光の多くは、第２光放出部５０ｂから出力される。従って、クラッド５２に入力した励起光と信号光とを分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いファイバレーザ装置とすることができる。
【００６６】
また、本実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａが直線状とされるので、ＮＡの小さな光を適切に第２光放出部５０ｂまで伝播させることができ、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂにおいて、より適切に発生する熱を分散することができる。そして、第２光放出部５０ｂが、一定の曲げ半径で曲げられているので、第２光放出部５０ｂと接続される第２放熱部材６０ｂを一定の曲げ変形で加工することができる。特に、第２基台６１ｂが、アルミ等の熱伝導性の良い金属から成る場合、フライス盤等の金属加工機で加工が簡単になるため、第２収納部６２ｂの形成も容易となり、安価に放熱部材６０を製造することができる。
【００６７】
なお、本実施形態のレーザ装置１においては、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０との間に他の光ファイバが設けられても良い。この光ファイバは、コア及びクラッドを有し、例えば、種光用ファイバ１５と同じ構成、或いは、コア及びクラッド及び外側クラッドを有するダブルクラッドファイバとされる。この光ファイバがダブルクラッドファイバである場合、このダブルクラッドファイバは、コアに活性元素が添加されないこと以外は、増幅用光ファイバ３０と同様の構成とされれば良い。この場合、増幅用光ファイバ３０の出力端が、光ファイバの入力端に接続され、光ファイバの出力端がデリバリファイバの入力端に接続されることになる。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図６は、本発明の第２実施形態に係る光デリバリ部品１０１の拡大図である。
【００６９】
本実施形態の光デリバリ部品１０１は、第１光放出部５０ａにおいて、デリバリファイバ５０が直線状に配置される点は、第１実施形態における光デリバリ部品１００と同様であるが、第２光放出部５０ｂにおいて、デリバリファイバ５０が、第１光放出部側から徐々に曲げ半径が小さくされて配置される点において、第１実施形態の光デリバリ部品１００と異なる。そして、このデリバリファイバ５０の曲げに沿うように、第１放熱部材６０ａの第１基台６１ａ及び第２放熱部材６０ｂの第２基台６１ｂの外形が平面方向に曲げられており、これに伴い第１収納部６２ａ及び第２収納部６２ｂの外形が平面方向に曲げられている。
【００７０】
本実施形態の光デリバリ部品１０１によれば、第２光放出部内において、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、順に徐々に放出される。従って、第１光放出部で放出されなかった比較的ＮＡの大きな光が第２光放出部に伝播する場合においても、第２光放出部において、まずＮＡの比較的大きな光を放出して、次いで、比較的ＮＡの小さな光を放出することができる。こうして、第２光放出部において、発熱する個所を第１実施形態の光デリバリ部品１００よりも更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図７は、本発明の第３実施形態に係る光デリバリ部品１０２の拡大図である。
【００７２】
図７に示すように、本実施形態の光デリバリ部品１０２は、第１光放出部５０ａから第２光放出部５０ｂにかけて、デリバリファイバ５０の曲げ半径が徐々に小さくされている。従って、第１実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａにおいてデリバリファイバ５０が直線状に配されているのに対し、本実施形態の光デリバリ部品１０２においては、第１光放出部５０ａにおいてデリバリファイバ５０が曲げられている。
そして、このデリバリファイバ５０の曲げに沿うように、第１放熱部材６０ａの第１基台６１ａ及び第２放熱部材６０ｂの第２基台６１ｂの外形が平面方向に曲げられており、これに伴い第１収納部６２ａ及び第２収納部６２ｂの外形が平面方向に曲げられている。
【００７３】
本実施形態の光デリバリ部品１０２によれば、デリバリファイバ５０の曲げ半径が、第１光放出部５０ａから第２光放出部５０ｂにかけて徐々に小さくされることで、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、光を順に徐々に放出することができる。従って、発熱する個所を第１実施形態の光デリバリ部品１００と比べて更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００７４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図８は、本実施形態に係るレーザ装置２を示す図である。
【００７５】
図８に示すように、本実施形態のレーザ装置２は、第１実施形態における励起光源２０と同様の構成の励起光源２０ａ、２０ｂと、増幅用光ファイバ３０と、増幅用光ファイバ３０の両端に設けられ、第１実施形態におけるコンバイナ４０と同様の構成のコンバイナ４０ａ、４０ｂと、コンバイナ４０ａに接続される第１共振用ファイバ１６と、第１共振用ファイバ１６に接続され、第１実施形態における光デリバリ部品１００と同様の構成の光デリバリ部品１００ａと、コンバイナ４０ｂに接続される第２共振用ファイバ１８と、第２共振用ファイバ１８に接続され、第１実施形態における光デリバリ部品１００と同様の構成の光デリバリ部品１００ｂと、第１共振用ファイバ１６に設けられる第１ミラーとしての第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）７１と、第２共振用ファイバ１８に設けられる第２ミラーとしての第２ＦＢＧ７２と、を主な構成として備える。
【００７６】
コンバイナ４０ａは、第１実施形態のコンバイナ４０と同様にして、増幅用光ファイバ３０の端部に設けられている。また、コンバイナ４０ｂは、増幅用光ファイバ３０のコンバイナ４０ａが設けられる端部と反対側の端部に設けられている。
【００７７】
励起光源２０ａのそれぞれのレーザダイオード２１は、第１実施形態と同様にして励起光用ファイバ２２に接続されており、これらの励起光用ファイバ２２は、コンバイナ４０ａにおいて、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に接続されている。従って、励起光源２０ａから出力される励起光は、コンバイナ４０ａを介して、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力する。
【００７８】
また、第１共振用ファイバ１６は、コア及びクラッドを有し、例えば、第１実施形態における種光用ファイバ１５と同じ構成、或いは、コア及びクラッド及び外側クラッドを有するダブルクラッドファイバとされる。第１共振用ファイバがダブルクラッドファイバである場合、このダブルクラッドファイバは、増幅用光ファイバと同様の構成、或いは、コアに活性元素が添加されない構成とされる。第１共振用ファイバ１６は、コンバイナ４０ａにおいて、増幅用光ファイバ３０に接続され、増幅用光ファイバ３０のコア３１と第１共振用ファイバ１６のコアとが結合している。また、第１共振用ファイバ１６のコアには、第１ＦＢＧ７１が設けられており、第１ＦＢＧ７１は、増幅用光ファイバ３０のコア３１と結合している。第１ＦＢＧ７１は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に添加されている活性元素が励起状態とされた場合に放出する自然放出光の一部の波長と同じ波長の光を反射し、反射率が、例えば１００％とされる。また、第１共振用ファイバ１６の増幅用光ファイバ３０側と反対側には、光デリバリ部品１００ａのデリバリファイバ５０の入力端５８が接続されている。さらに光デリバリ部品１００ａのデリバリファイバ５０には、終端部材１７が接続されている。
【００７９】
また、励起光源２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１は、第１実施形態と同様にして励起光用ファイバ２２に接続されており、これらの励起光用ファイバ２２は、コンバイナ４０ｂにおいて、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に接続されている。従って、励起光源２０ｂから出力される励起光は、コンバイナ４０ｂを介して、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力する。
【００８０】
また、第２共振用ファイバ１８は、コア及びクラッドを有し、例えば、第１実施形態における種光用ファイバ１５と同じ構成、或いは、コア及びクラッド及び外側クラッドを有するダブルクラッドファイバとされる。第２共振用ファイバがダブルクラッドファイバである場合、このダブルクラッドファイバは、増幅用光ファイバと同様の構成、或いは、コアに活性元素が添加されない構成とされる。そして、第２共振用ファイバ１８は、コンバイナ４０ｂにおいて、増幅用光ファイバ３０に接続され、増幅用光ファイバ３０のコア３１と第２共振用ファイバ１８のコアとが結合している。また、第２共振用ファイバ１８のコアには、第２ＦＢＧ７２が設けられており、第２ＦＢＧ７２は、増幅用光ファイバ３０のコア３１と結合している。第２ＦＢＧ７２は、第１ＦＢＧ７１が反射する光と同じ波長の光を第１ＦＢＧ７１よりも低い反射率で反射する。第２ＦＢＧの反射率は、例えば３０％とされる。また、第２共振用ファイバ１８の増幅用光ファイバ３０側と反対側には、光デリバリ部品１００ｂのデリバリファイバ５０の入力端５８が接続されている。
【００８１】
このように本実施形態のレーザ装置２は、増幅用光ファイバ３０の前方側及び後方側の双方から励起光を入力する双方励起であって、第１、第２ＦＢＧ７１、７２で共振を行うファブリペロー型のファイバレーザ装置とされる。
【００８２】
このようなレーザ装置２においては、まず、励起光源２０ａ、２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１から励起光が出力される。それぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、第１実施形態のレーザ装置１と同様に、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。そして、それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、それぞれの励起光用ファイバ２２を介して、増幅用光ファイバ３０の前方側、及び、後方側からクラッド３２に入力する。増幅用光ファイバ３０のクラッドに入力した励起光は、クラッド３２を主に伝播する。そして、コア３１を通過するときにコア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起状態にする。
【００８３】
こうして励起光により励起状態とされた活性元素から自然放出光が放出され、この自然放出光を元にして第１ＦＢＧ７１と第２ＦＢＧ７２との間で光の共振が起こる。共振する光は、第１ＦＢＧ７１及び第２ＦＢＧ７２の反射波長と同じ波長であり、この共振する光が、被増幅光として増幅用光ファイバ３０において励起された活性元素の誘導放出により増幅される。そして、増幅された光の一部が、第２ＦＢＧ７２を透過して、出力光（信号光）として第２共振用ファイバから出力され、光デリバリ部品１００ｂのデリバリファイバ５０に入力する。このとき、第２共振用ファイバからデリバリファイバ５０に光が入力するときに、励起光源２０ａから出力され、増幅用光ファイバ３０において吸収されずに、増幅用光ファイバ３０から出力される余剰励起光や、出力光がデリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合がある。しかし、第１実施形態の光デリバリ部品１００と同様にして、これらの光は、熱に変換される。そして、光デリバリ部品１００ｂにおけるデリバリファイバ５０のコア５１を伝播する光は、デリバリファイバ５０から出力される。
【００８４】
また、励起光源２０ｂから出力され、増幅用光ファイバ３０において吸収されずに、増幅用光ファイバ３０から出力される余剰励起光や、共振する光の一部が、第１ＦＢＧ７１を透過する場合がある。このような光は、第１共振用ファイバ１６から出力され、光デリバリ部品１００ａのデリバリファイバ５０に入力する。この場合においても、第１共振用ファイバ１６からデリバリファイバ５０に光が入力するときに、デリバリファイバ５０のクラッド５２に光が入力する場合がある。しかし、第１実施形態の光デリバリ部品１００と同様にして、この光は、熱に変換される。そして、光デリバリ部品１００ａにおけるデリバリファイバ５０のコア５１を伝播する光は、終端部材１７において熱に変換される。
【００８５】
このように増幅用光ファイバ３０から出力される光は、第１、第２共振用ファイバ１６、１８に入力するため、そのような観点において、本実施形態では、増幅用光ファイバの両端を出力端と考えることができ、光ファイバである第１、第２共振用ファイバ１６、１８の入力端が増幅用光ファイバ３０の出力端に接続されているとすることができる。そして、第１、第２共振用ファイバ１６、１８は、増幅用光ファイバ３０から出力される光を伝播、出力して、光デリバリ部品１００ａ、１００ｂのデリバリファイバ５０の入力端に入力するため、第１、第２共振用ファイバ１６、１８の出力端がデリバリファイバ５０の入力端５８に接続されていると考えることができる。
【００８６】
本実施形態のレーザ装置２によれば、第１、第２共振用ファイバ１６、１８から光が出力され、光デリバリ部品１００ａ、１００ｂのデリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合においても、これらの光は第１光放出部５０ａ、第２光放出部５０ｂから出力される。従って、クラッド５２に入力した光を分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いレーザ装置とすることができる。特に本実施形態のレーザ装置２の様な双方励起型のファイバレーザ装置においては、増幅用光ファイバ３０の両側から余剰励起光が出力される傾向があるため、本実施形態のレーザ装置２の様に、増幅用光ファイバの両側に光デリバリ部品１００ａ、１００ｂを配置することが好ましい。
【００８７】
なお、本実施形態のレーザ装置２においては、光デリバリ部品１００ａ、１００ｂに代えて、第２実施形態、第３実施形態の光デリバリ部品１０１、１０２を用いても良い。
【００８８】
以上、本発明について、第１〜第４実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、上記実施形態において、第１光放出部５０ａの一部において、被覆層５４が剥離されたが、被覆層５４の剥離は本質的なものではなく、被覆層５４は、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂの全てに渡って剥離されても良く、剥離されていなくても良い。
【００９０】
また、被覆層５４は、光透過性の樹脂から構成されていても良い。この場合、被覆層５４をウレタン系の樹脂で構成すれば良い。この場合、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂにおける被覆層５４が剥離されていない場所において、クラッド５２を伝播する光は、被覆層５４を透過して放出されるので、クラッド５２と離れた場所において発熱するためデリバリファイバ５０を適切に保護することができる。
【００９１】
更に、樹脂６４が光透過性の樹脂であっても良い。この場合、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂにおいて、デリバリファイバ５０から放出される光は、樹脂６４を伝播しながら熱に変換されたり、樹脂６４を伝播して第１基台６１ａ、第２基台６１ｂで熱に変換されたりする。また、上述のように被覆層５４が光透過性の樹脂である場合、被覆層５４を透過した光は、樹脂６４を伝播しながら熱に変換されたり、樹脂６４を伝播して第１基台６１ａ、第２基台６１ｂで熱に変換されたりする。このような光透過性の樹脂６４としては、エポキシ樹脂を挙げることができる。
【００９２】
また、上記実施形態において、レーザ装置をファイバレーザ装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、光ファイバを有しこの光ファイバから光を出力する固体レーザ装置に用いる光デリバリ部品として、上記実施形態の光デリバリ部品を用いても良い。
【００９３】
また、上記実施形態において、レーザ装置１は、増幅用光ファイバ３０の一方側から励起光を入力し、レーザ装置２は、増幅用光ファイバ３０の双方から励起光を入力したが、レーザ装置１、２において、励起光は、増幅用光ファイバ３０のどちらか一方から入力しても良く、双方から入力しても良い。
【００９４】
また、第１基台６１ａ、第２基台６１ｂをより冷却する目的で、第１基台６１ａ、第２基台６１ｂにヒートシンク用のフィンが設けられても良く、第１基台６１ａ、第２基台６１ｂがヒートパイプが設けられても良い。
【実施例】
【００９５】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００９６】
（実施例１）
第１実施形態と同様の光デリバリ部品を作製した。図１のレーザ装置の構成でダブルクラッドファイバである増幅用光ファイバの出力端にシングルクラッドファイバであるデリバリファイバを接続して、端部から約２０ｍｍだけ被覆層を剥離した。次に、凹状の第１収納部が形成された金属製の板から成る第１基台、及び、凹状の第２収納部が形成された金属製の板から成り、平面状に曲がっている第２基台を準備した。そして、デリバリファイバを直線状に端部から約５０ｍｍ第１基台に配置して、収容部に熱伝導性の樹脂を充填することでデリバリファイバの外周面をこの樹脂で覆った。さらに、デリバリファイバの第１基台に配置された部分に続く部分を、一定の曲げ半径８０ｍｍで長さ２４０ｍｍに渡り、第２基台に配置して、収容部に光熱伝導性の樹脂を充填することでデリバリファイバの外周面をこの樹脂で覆った。
【００９７】
次に、このデリバリファイバの端部から３００Ｗの光を入力した。すると、デリバリファイバにおける第１基台に配置された直線状の部分の温度が６８℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ始めの部分の温度が約８０℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ終わり部分の温度が約４０℃となった。
【００９８】
（実施例２）
第２実施形態と同様の光デリバリ部品を作製した。デリバリファイバの第２基台に配置される曲げ始めの曲げ半径を１６０ｍｍとして、曲げ終わりの半径を８０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にした。
【００９９】
次に、このデリバリファイバの端部から実施例１と同様の強度の光を実施例１と同様の条件で入力した。すると、デリバリファイバにおける第１基台に配置された直線状の部分の温度が６５℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ始めの部分の温度が約６０℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ終わり部分の温度が約６０℃となった。
【０１００】
（比較例１）
第１基台に実施例１と同様にデリバリファイバを配置して、第２基台にデリバリファイバを配置しないこと以外は実施例１と同様にして光デリバリ部品を作製した。
【０１０１】
そして、このデリバリファイバの端部から約５０Ｗの光を実施例１と同様の条件で入力した。すると、デリバリファイバにおける第１基台に配置された直線状の部分の温度が６０℃となり、デリバリファイバの端部から約数十ｃｍ離れた場所において、デリバリファイバが曲がっている場所において、約１００度となり、デリバリファイバの被覆層を損傷した。
【０１０２】
以上より、本発明によれば、デリバリファイバのクラッドに入力した光が分散して出力し、熱が発生する場所が分散する結果となった。従って、本発明の光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置は、熱による損傷を防止できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上説明したように、本発明によれば、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【０１０４】
１、２・・・レーザ装置
１０・・・種光源
１５・・・種光用ファイバ
１６・・・第１共振用ファイバ
１８・・・第２共振用ファイバ
２０、２０ａ、２０ｂ・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ
３１・・・コア
３２・・・クラッド
３３・・・樹脂クラッド
３４・・・被覆層
３９・・・出力端
４０、４０ａ、４０ｂ・・・コンバイナ
５０・・・デリバリファイバ
５０ａ・・・第１光放出部
５０ｂ・・・第２光放出部
５１・・・コア
５２・・・クラッド
５４・・・被覆層
６０・・・放熱部材
６０ａ・・・第１放熱部材
６０ｂ・・・第２放熱部材
６１ａ・・・第１基台
６１ｂ・・・第２基台
６２ａ・・・第１収納部
６２ｂ・・・第２収納部
６４・・・樹脂
７１・・・第１ミラー（第１ＦＢＧ）
７２・・・第２ミラー（第２ＦＢＧ）
１００、１００ａ、１００ｂ、１０１、１０２・・・光デリバリ部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ装置は、加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられ、増幅用光ファイバにおいて増幅された光が出力されるものである。このようなファイバレーザ装置においては、ダブルクラッドファイバから成る増幅用光ファイバにおいて増幅される信号光が、増幅用光ファイバのコアから出力され、増幅用光ファイバに接続されたシングルクラッドファイバから成るデリバリファイバのコアに入力されて、デリバリファイバにより所望の場所まで伝播されてから、出力される場合がある。
【０００３】
しかし、増幅用光ファイバから出力される光としては、コアから出力される信号光の他に、クラッドから出力される余剰励起光があり、上述のように増幅用光ファイバにデリバリファイバが接続されている場合、この余剰励起光は、デリバリファイバのクラッドに入力する。また、増幅用光ファイバのコアを伝播する信号光と、デリバリファイバのコアを伝播する信号光とのモードフィールド径の不一致や、増幅用光ファイバとデリバリファイバとの接続における軸ずれ、角度ずれ等により、増幅用光ファイバから出力される信号光の一部が、デリバリファイバのクラッドに入力する場合がある。
【０００４】
デリバリファイバのクラッドに入力するこれらの光は、デリバリファイバの被覆層に吸収されて、被覆層が焼損するといった問題が生じることがある。従って、デリバリファイバのクラッドに入力する光は、適切に放出されることが望ましい。
【０００５】
下記特許文献１には、このようなクラッドに入力した光を放出する光ファイバの融着接続構造が記載されている。この融着接続構造においては、ダブルクラッドファイバとシングルクラッドファイバとが直線状に並べられて接続され、少なくともシングルクラッドファイバの融着点付近が高熱伝導性のブロックで覆われている。従って、ダブルクラッドファイバからシングルクラッドファイバのクラッドに光が入力し、この光の放射により、熱が発生する場合においても、この熱がブロックに吸収され、光ファイバの被覆の劣化を防止することができるとされている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、クラッドに入力した光を放出するレーザ伝達装置が記載されている。このレーザ伝達装置においては、光ファイバのクラッドが一部露出された部分が、所定の曲率で曲げられると共に、光透過部材で覆われ、さらに光透過部材に光吸収部材・冷却部材が設けられるというものである。この様な構成により、クラッドが露出した部分において、クラッドを伝播する光を略完全に除去できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３１０２７７号公報
【特許文献２】特開２０１０−００２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように増幅用光ファイバからデリバリファイバに入力する光には、増幅用光ファイバのクラッドを伝播する励起光と、コアを伝播する信号光とがある。一般に励起光は、ＮＡ（開口数：Numerical Aperture）が大きい成分が多い光であり、信号光は、励起光と比べるとＮＡの比較的小さい成分が多い光である。そして、ＮＡの小さい成分は、ＮＡの大きい成分よりも直進性が良い。
【０００９】
従って、特許文献１に記載の光ファイバの融着接続構造によれば、光ファイバが直線上に並べられているため、ＮＡの小さい成分は、高熱伝導性のブロックで覆われている部分において放出されづらい。従って、高熱伝導性のブロックで覆われていない部分において、光ファイバが曲げられると、この部分でＮＡの小さい成分がクラッドから放出されて被覆層を損傷する虞がある。一方、特許文献２に記載のレーザ伝達装置においては、光ファイバが曲げられている部分において、光のＮＡの小さい成分とＮＡの大きい成分とが、一気に放出されて熱に変換されるため、発熱する場所が集中して、冷却部材が設けられる場合においても、光ファイバが熱により損傷する虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光デリバリ部品は、コア及びクラッドを有するデリバリファイバと、放熱部材と、を備え、前記デリバリファイバは、前記放熱部材の一部に接続される第１光放出部と、前記放熱部材の他の一部に接続される第２光放出部とを有すると共に、少なくとも第２光放出部が曲げられており、前記第１光放出部は、前記第２光放出部よりもデリバリファイバにおける光の入力端側に設けられると共に、前記第２光放出部よりも曲げ半径が大きくされることを特徴とするものである。
【００１２】
このような光デリバリ部品においては、デリバリファイバのクラッドにＮＡの小さな光とＮＡの大きな光とを有する光が入力すると、この光は、第１光放出部、第２放熱部の順に伝播する。ＮＡの大きな光は、デリバリファイバのクラッドの外周面に対する入射角が小さく、クラッドから放出され易い。一方、ＮＡの小さな光は、デリバリファイバのクラッドの外周面に対する入射角が大きく、クラッドから放出されづらい。従って、第１光放出部は、第２放熱部よりも曲げ半径が大きくされるため、クラッドに入力した光の内、比較的ＮＡの大きな光が第１放出部から放出される。そして、第２光放出部は、第１光放出部よりも曲げ半径が小さいため、比較的ＮＡの大きな光も比較的ＮＡの小さな光も放出することができる。従って、第２光放出部においては、第１光放出部を通過した残りの光が放出される。そして、第１光放出部から放出される光により発生する熱は、放熱部材の一部から放熱され、第２光放出部から放出される光により発生する熱は、放熱部材の他の一部から放熱される。このようにＮＡの比較的大きな光と、ＮＡの比較的小さな光を含む光とを異なる場所で放出して、それぞれ発熱させることにより、発熱する場所が集中することを防止でき、分散して発熱した熱をそれぞれ適切に放出することができる。従って、熱による損傷を防止することができる。
【００１３】
また、前記第１光放出部は、直線状とされることが好ましい。
【００１４】
第１光放出部を直線上とすることにより、ＮＡの小さな光を適切に第２光放出部まで伝播させることができ、第１光放出部及び第２光放出部において、より適切に発生する熱を分散することができる。
【００１５】
また、上記の様に前記第１光放出部が、直線状とされる場合においては、前記第２光放出部は、一定の曲げ半径とされることとしても良い。
【００１６】
このような構成にすることにより、放熱部材における第２光放出部が接続される部分の形成が容易になる。例えば、放熱部材は、通常熱伝導の良いアルミ等をフライス盤等の金属加工機で加工して作成するが、第２放出部が一定の曲げ半径とされることにより、放熱部材における第２光放出部が接続される部分を一定の曲げ半径で加工することができ、加工が容易になる。従って、放熱部材を安価に抑えることが可能になる。とすることができる。
【００１７】
或いは、上記の様に前記第１光放出部が、直線状とされる場合において、前記第２光放出部は、前記第１光放出部側から徐々に曲げ半径が小さくされることとしても良い。
【００１８】
この場合においては、第２光放出部内において、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、順に徐々に放出される。従って、第１光放出部で放出されなかった比較的ＮＡの大きな光が第２光放出部に伝播する場合においても、第２光放出部において、まずＮＡの比較的大きな光を放出して、次いで、比較的ＮＡの小さな光を放出することができる。こうして、第２光放出部において、発熱する個所を更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００１９】
或いは、前記第１光放出部から前記第２光放出部にかけて、前記デリバリファイバの前記曲げ半径が徐々に小さくされることが好ましい。
【００２０】
デリバリファイバの曲げ半径が徐々に小さくされることで、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、光を順に徐々に放出することができる。従って、発熱する個所を更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００２１】
また、前記放熱部材は、前記デリバリファイバと覆う光透過性の樹脂をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記光透過性の樹脂で覆われることが好ましい。
【００２２】
クラッドが光透過性の樹脂で覆われることで、デリバリファイバと離れた場所において、光を熱に変えることができる。従って、デリバリファイバをより適切に熱から保護することができる。
【００２３】
また、前記デリバリファイバは、前記クラッドを覆う被覆層をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記被覆層で覆われていることが好ましい。
【００２４】
第１光放出部及び第２光放出部の少なくとも一部において、クラッドが被覆層で覆われるため、光デリバリ部品を組み立てる際、被覆層により、コア及びクラッドが折れることを防止することができる。特にデリバリファイバが小さな曲げ半径で曲げられている第２光放出部の少なくとも一部においては、クラッドが被覆層で覆われていれば、光デリバリ部品を組み立てる際における、コア及びクラッドの折れをより有効に防止することができる。
【００２５】
さらに、デリバリファイバが被覆層を有する場合においては、前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、前記被覆層及び前記樹脂は、共に光透過性であることが好ましい。
【００２６】
被覆層及び樹脂が共に光透過性の樹脂であるため、被覆層における発熱を抑制でき、デリバリファイバと離れた場所において、光を熱に変えることができる。従って、デリバリファイバをより適切に熱から保護することができる。
【００２７】
或いは、デリバリファイバが被覆層を有する場合においては、前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、前記樹脂は、前記被覆層よりも熱伝導性に優れることが好ましい。
【００２８】
被覆層を覆う樹脂が、被覆層よりも熱伝導性に優れるため、被覆層において発熱する場合においても、この熱を樹脂により、適切に伝導することができる。従って、この場合においても、デリバリファイバをより適切に熱から保護することができる。
【００２９】
また、本発明のレーザ装置は、上記のいずれかに記載の光デリバリ部品と、コアとクラッドとを有し、光を出力する光ファイバと、を備え、前記光ファイバの出力端が前記デリバリファイバの入力端に接続されることを特徴とするものである。
【００３０】
このようなレーザ装置においては、光ファイバから出力される出力光の一部が、デリバリファイバのクラッドに入力する場合においても、適切に光を放出し、この出力光にＮＡの大きな光と小さな光が含まれる場合においても、光の放出による熱を分散することができる。従って、信頼性の高いレーザ装置とすることができる。
【００３１】
さらに、上記のレーザ装置は、励起光源を更に備え、前記光ファイバは、前記励起光源から出力される励起光により励起状態とされる活性元素が前記コアに添加される増幅用光ファイバであることとしても良い。
【００３２】
このようなレーザ装置は、ファイバレーザ装置とされる。一般的に、増幅用光ファイバから出力される余剰励起光は、ＮＡの大きな光とされ、増幅用光ファイバにおいて増幅される信号光は、ＮＡが大きな光と小さな光を含む。従って、本発明のレーザ装置によれば、増幅用光ファイバから出力される余剰励起光が、デリバリファイバのクラッドに入力されたり、信号光の一部がクラッドに入力する場合においても、余剰励起光の多くは第１光放出部において放出され、クラッドに入力した信号光の多くは、第２光放出部から出力される。従って、クラッドに入力した励起光と信号光とを分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いファイバレーザ装置とすることができる。
【００３３】
或いは、上記のレーザ装置は、励起光源と、前記励起光により励起状態とされる活性元素がコアに添加される増幅用光ファイバと、を更に備え、前記光ファイバの入力端が前記増幅用光ファイバの出力端に接続されることとしても良い。
【００３４】
このようなレーザ装置においても、増幅用光ファイバから出力される余剰励起光が光ファイバを介してデリバリファイバのクラッドに入力されたり、増幅用光ファイバから光ファイバを介して出力される信号光の一部がデリバリファイバのクラッドに入力する場合においても、余剰励起光の多くは第１光放出部において放出され、クラッドに入力した信号光の多くは、第２光放出部から出力される。従って、クラッドに入力した励起光と信号光とを分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いファイバレーザ装置とすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。
【図３】図１の光デリバリ部品の拡大図である。
【図４】図３のデリバリファイバの長手方向に垂直な断面の構造の様子を示す図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線における断面の構造の様子を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光デリバリ部品の拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る光デリバリ部品の拡大図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００３９】
図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、種光を出力する種光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅用光ファイバ３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、増幅用光ファイバ３０に一端が接続されているデリバリファイバ５０を有する光デリバリ部品１００と、を主な構成として備える。このレーザ装置は、種光源１０から出力される種光が、増幅用光ファイバにより増幅されて出力されるものであり、ＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置とされる。
【００４０】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置から構成されている。この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光用ファイバ１５のコアを伝播する。種光用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。なお、種光源１０から出力される種光は、信号光とも呼ばれる。しかし、特に種光に信号が重畳されている必要はない。
【００４１】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光用ファイバ２２を伝播する。励起光用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００４２】
図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面の構造を示す図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆するクラッド３２と、クラッド３２を被覆する外側クラッド３３と、外側クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。クラッド３２の屈折率はコア３１の屈折率よりも低く、外側クラッド３３の屈折率はクラッド３２の屈折率よりもさらに低くされている。コア３１の直径は、例えば、１５μｍとされ、クラッド３２の外径は、例えば、４００μｍとされる。このような、コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）やクロム（Ｃｒ）等が挙げられる。また、クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、外側クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂やフッ素等が添加された石英が挙げられ、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、外側クラッド３３が樹脂から成る場合における樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４３】
コンバイナ４０は、種光用ファイバ１５及びそれぞれの励起光用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコア３１に端面接続されている。さらにコンバイナ４０において、それぞれの励起光用ファイバ２２のコアが、増幅用光ファイバ３０の一端において、クラッド３２に端面接続されている。こうして、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力される。
【００４４】
図３は、図１の光デリバリ部品１００の拡大図である。図３に示すように、光デリバリ部品１００は、放熱部材６０とデリバリファイバ５０とを備える。
【００４５】
図４は、図３のデリバリファイバ５０の長さ方向に垂直な断面の様子を示す図である。図４に示すように、デリバリファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆するクラッド５２と、クラッド５２を被覆する被覆層５４とから構成される。コア５１の直径は、例えば、増幅用光ファイバ３０のコア３１の直径と同様とされ、クラッド５２の外径は、例えば、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２の外径と同様とされ、被覆層５４の外径は、例えば、増幅用光ファイバ３０の被覆層３４の外径と同様とされる。また、コア５１の屈折率は、例えば、増幅用光ファイバ３０のコア３１と同様とされ、クラッド５２の屈折率は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２と同様とされる。このような、コア５１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加された石英が挙げられ、クラッド５２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、被覆層５４を構成する材料としては、例えば、ウレタン系の紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００４６】
このようなデリバリファイバ５０は、図１、図３に示すように、光の入力端５８側の被覆層５４が所定の長さ剥離され、クラッド５２が露出しており、光の入力端５８が、増幅用光ファイバ３０の出力端３９と接続されている。そして、デリバリファイバ５０は、被覆層５４が剥離された部分を含む光の入力端５８から所定の長さが第１光放出部５０ａとされ、入力端５８側から第１光放出部５０ａに続く所定の長さが第２光放出部５０ｂとされる。従って、本実施形態においては、第１光放出部５０ａにおける一部は、被覆層５４が剥離されクラッド５２が露出しており、他の一部は、被覆層５４が剥離されていない。また、デリバリファイバ５０の第２光放出部５０ｂにおいては、被覆層５４が全く剥離されていない。このように本実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａの一部、及び、第２光放出部５０ｂが、クラッドが被覆層で覆われるため、光デリバリ部品１００を組み立てる際、被覆５４層により、コア及びクラッドが折れることを防止することができる。また、一般に光ファイバの曲げ半径が小さい個所においては、被覆層が剥離されていると、光ファイバの寿命が短くなる傾向があるが、このように被覆層５４によりクラッド５２が被覆されているので、デリバリファイバ５０は、寿命が短くなることが防止されている。
【００４７】
放熱部材６０は、放熱部材６０の一部を構成する第１放熱部材６０ａと、放熱部材６０の他の一部を構成する第２放熱部材６０ｂとから成る。
【００４８】
図５は、図３のＶ−Ｖ線における断面の構造の様子を示す図である。図３、図５に示すように、本実施形態において、第１放熱部材６０ａは、凹状の第１収納部６２ａが形成された板状の第１基台６１ａと、第１収納部６２ａに充填された熱伝導性に優れる樹脂６４とから構成される。第１基台６１ａを平面視する場合に、第１基台６１ａの外径は、略長方形の形状をしており、第１収納部６２ａも略長方形の形状をしている。また、第１基台６１ａには、第１収納部６２ａと連結するように、第１収納部６２ａの長手方向の両端部に、一対の溝部６３ａが形成されている。第１基台６１ａを構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム等の金属や窒化アルミ等のセラミックを挙げることができる。また、樹脂６４は、熱伝導性に優れる樹脂であることが好ましく、特に限定されないが、例えば、熱伝導性の高い材料を含有するシリコーンＲＴＶゴム等を挙げることができる。
【００４９】
また、第２放熱部材６０は、凹状の第２収納部６２ｂが形成された第２基台６１ｂと、第２収納部６２ｂに充填された熱伝導性に優れる樹脂６４とから構成される。第２基台６１ｂは、断面における形状が、図５に示す第１基台６１ａの断面における形状と略同様とされており、外形が第１基台６１ａが平面上において略直角に曲がった形状とされている。また、第２収納部６２ｂの外形は、第１収納部６２ａが平面上において略直角に曲がった形状とされている。また、第２基台６１ｂには、第２収納部６２ｂの両端と連結するように、一対の溝部６３ｂが形成されている。なお、本実施形態においては、第２基台６１ｂの外形、及び、第２収納部６２ｂの外形が略直角に曲がっているが、この角度は、特に限定されるものではない。
【００５０】
そして、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａが、第１放熱部材６０ａに直線状に配置されて、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０の接続点が、第１放熱部材６０ａの第１収納部６２ａ内に配置される。さらに、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａにおける被覆層５４が剥離された部分は、第１収納部６２ａ内に配置されて、樹脂６４で被覆される。さらに、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａにおける被覆層５４が剥離されていない部分は、第１収納部６２ａ内から第２放熱部材６０ｂ側の溝部６３ａにかけて配置される。従って、第１収納部６２ａ内において、第１光放出部５０ａにおける被覆層５４が剥離されている部分は、クラッド５２が樹脂６４で被覆され、被覆層５４が剥離されていない部分は、被覆層５４が樹脂６４で被覆されている。こうして、第１光放出部５０ａは、第１放熱部材６０ａに接続されている。また、第１光放出部５０ａにおいて、被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていることが好ましい。このような場合、被覆層５４において発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。このような樹脂としては、被覆層５４がウレタン系の樹脂である場合、上述のシリコーンＲＴＶゴム等を挙げることができる。
【００５１】
なお、デリバリファイバ５０と接続されている増幅用光ファイバ３０は、第１収納部６２ａからデリバリファイバ５０が配置される側の溝部６３ａと反対側の溝部６３ａに配置されており、放熱部材６０から導出されている。
【００５２】
また、デリバリファイバ５０の第２光放出部５０ｂは、第２放熱部材６０ｂにおいて、第１放熱部材６０ａ側の溝部６３ｂから第２収納部６２ｂ内に配置されて、さらに、第２収納部６２ｂから第１放熱部材６０ａ側と反対側の溝部６３ｂに配置される。つまり、デリバリファイバ５０の第２光放出部５０ｂは、略直角に曲がった形状の第２基台６１ｂに沿って曲げられて配置される。なお、本実施形態においては、第２光放出部５０ｂは、一定の曲げ半径で略直角に曲げられて配置されている。また、第２光放出部５０ｂにおいては、被覆層５４が剥離されていないため、第２収納部６２ｂ内において、被覆層５４が樹脂６４で被覆されている。こうして、第２光放出部５０ｂは、第２放熱部材６０ｂに接続されている。また、第２光放出部５０ｂにおいても、上述の第１光放出部５０ａと同様に、被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていることが好ましい。このような場合、被覆層５４において発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。そして、デリバリファイバ５０の第２光放出部に続く部分が、放熱部材６０の外に導出されている。なお、本実施形態においては、上述のように、第１光放出部５０ａが直線状であるため、第１光放出部５０ａの曲げ半径は、無限大と考えることができる。従って、第１光放出部５０ａは、第２光放出部５０ｂよりも曲げ半径が大きくされる。なお、本実施形態においては、第２光放出部５０ｂが略直角に曲がっているが、この角度は、特に限定されるものではない。
【００５３】
また、本実施形態においては、デリバリファイバ５０の増幅用光ファイバ３０側と反対側の端部には何も接続されておらず、光が出力される出力端とされる。ただし、この出力端には、出力光の径を広げるためのガラスロッドから成るエンドキャップが接続されても良い。
【００５４】
このようなレーザ装置１は、次のように動作する。
【００５５】
まず、種光源１０から種光が出力されると共に、励起光源２０から励起光が出力される。このとき種光源１０から出力される種光は、上述のように、例えば、波長が１０７０ｎｍとされる。種光源１０から出力された種光は、種光用ファイバ１５のコアを伝播して、コンバイナ４０に入力する。
【００５６】
一方、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、上述のように、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、励起光用ファイバ２２を伝播しコンバイナ４０に入力する。
【００５７】
こうしてコンバイナ４０に入力した種光は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入力して、コア３１を伝播する。一方、コンバイナ４０に入力した励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力して、クラッド３２を主に伝播する。
【００５８】
そして、増幅用光ファイバ３０において、励起光がコア３１を通過するときに、コア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起する。励起された活性元素は、誘導放出を起こし、この誘導放出により種光が増幅されて、出力光として増幅用光ファイバ３０の出力端３９から出力される。
【００５９】
そして、増幅用光ファイバ３０のコア３１から出力した出力光は、デリバリファイバ５０の入力端５８からコア５１に入力し、コア５１を伝播して、デリバリファイバ５０の出力端から出力される。
【００６０】
ところで、上記の様に出力光が増幅用光ファイバ３０のコア３１からデリバリファイバ５０のコア５１に入力するときに、入力端５８において、増幅用光ファイバ３０のコア３１とデリバリファイバ５０のコア５１との軸ずれ・角度ずれや、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０のモードフィールドの不整合等により、出力光が漏えいして、漏れ光としてクラッド５２に入力する場合がある。また、増幅用光ファイバ３０において、活性元素に吸収されずに増幅用光ファイバ３０の出力端３９から出力される余剰励起光が、デリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合がある。
【００６１】
一般的に、励起光は比較的ＮＡが大きな光から成り、種光が増幅された出力光は、ＮＡが小さな光から大きな光まで含む。従って、上記の様に出力光や励起光がデリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合、この光は、ＮＡの大きな光から小さな光まで含む。
【００６２】
そして、クラッド５２に入力した光の内、ＮＡの比較的大きな光は、クラッド５２の外周面に対する入射角が小さいため、クラッド５２の外周面から出力され易い。このため、このＮＡの比較的大きな光の少なくとも一部は、デリバリファイバ５０の第１光放出部５０ａにおいてクラッド５２から放出され熱に変化する。この熱は、第１放熱部材６０ａにおける樹脂６４を伝導して、第１基台６１ａを介して外部に放出される。なお、上述のように、第１光放出部５０ａにおける被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていれば、第１光放出部５０ａにおいて被覆層５４が発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。
【００６３】
一方、ＮＡの比較的小さな光は、クラッド５２の外周面に対する入射角が大きいため、直線状である第１光放出部５０ａにおいて、クラッド５２から放出されづらく、第１光放出部５０ａを通過する。また、ＮＡの比較的大きな光においても、一部の光は、第１光放出部５０ａを通過する。こうして、クラッド５２を伝播する光の内、第１光放出部５０ａを通過した光は、第２光放出部５０ｂまで伝播する。しかし、第２光放出部５０ｂは、第１光放出部５０ａよりも曲げ半径が小さいため、ＮＡの比較的小さな光もクラッド５２から放出され易い。そのため、クラッド５２を伝播する光の内、第２光放出部５０ｂに到達した光の多くは、第２光放出部５０ｂにおいて、クラッド５２から放出される。なお、本実施形態においては、第２光放出部５０ｂにおいては、クラッド５２が被覆層５４で覆われており、クラッド５２から放出された光の一部が被覆層５４で熱とされる。しかし、クラッド５２に入力した光の内、一部の光は、第１光放出部５０ａにおいて、放出されているため、第２光放出部５０ｂにおいて被覆層５４で発生する熱量は、被覆層５４を損傷するほど大きくない。さらに第２光放出部５０ｂにおいて被覆層５４は、第２放熱部材６０ｂに接続されているため、被覆層５４は熱による損傷を受けづらい。特に上述のように、第２光放出部５０ｂにおける被覆層５４を覆う樹脂６４が、被覆層５４よりも熱伝導性に優れていれば、第２光放出部５０ｂにおいて被覆層５４が発熱する場合においても、この熱を樹脂６４により、適切に伝導することができ、デリバリファイバ５０をより適切に熱から保護することができる。そして、被覆層５４で発生した熱は、樹脂６４を伝導して、第２基台６１ｂを介して外部に放出される。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態の光デリバリ部品１００によれば、デリバリファイバ５０のクラッド５２にＮＡの小さな光とＮＡの大きな光とを有する光が入力すると、この光は、第１光放出部５０ａ、第２光放出部５０ｂの順に伝播する。励起光のようなＮＡの大きな光は、デリバリファイバ５０のクラッド５２の外周面に対する入射角が小さく、クラッド５２から放出され易い。一方、種光が増幅された出力光に含まれるＮＡの小さな光は、デリバリファイバ５０のクラッド５２の外周面に対する入射角が大きく、クラッド５２から放出されづらい。従って、本実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａが、第２光放出部５０ｂよりも大きな曲げ半径とされるため、クラッド５２に入力した光の内、励起光や出力光の一部のような比較的ＮＡの大きな光が第１光放出部５０ａから放出される。そして、第２光放出部５０ｂは、第１光放出部５０ａよりも曲げ半径が小さいため、比較的ＮＡの大きな光も比較的ＮＡの小さな光も放出することができる。従って、第２光放出部５０ｂにおいては、第１光放出部５０ａを通過した残りの光が放出される。そして、第１光放出部５０ａから放出される光により発生する熱は、第１放熱部材６０ａから放熱され、第２光放出部５０ｂから放出される光により発生する熱は、第２放熱部材６０ｂから放熱される。このようにＮＡの比較的大きな光と、ＮＡの比較的小さな光を含む光とを異なる場所で放出して、それぞれ発熱させることにより、発熱する場所が集中することを防止でき、分散して発熱した熱をそれぞれ適切に放出することができる。従って、熱による損傷を防止することができる。
【００６５】
従って、このような光デリバリ部品１００を用いるレーザ装置１は、高い信頼性を有することができる。特に本実施形態のようにレーザ装置１が増幅用光ファイバ３０を用いるファイバレーザ装置である場合においては、増幅用光ファイバ３０から出力される余剰励起光が、デリバリファイバ５０のクラッド５２に入力されたり、種光が増幅された出力光の一部がクラッド５２に入力する場合があるが、このような場合においても、余剰励起光の多くは第１光放出部５０ａにおいて放出され、クラッド５２に入力した出力光の多くは、第２光放出部５０ｂから出力される。従って、クラッド５２に入力した励起光と信号光とを分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いファイバレーザ装置とすることができる。
【００６６】
また、本実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａが直線状とされるので、ＮＡの小さな光を適切に第２光放出部５０ｂまで伝播させることができ、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂにおいて、より適切に発生する熱を分散することができる。そして、第２光放出部５０ｂが、一定の曲げ半径で曲げられているので、第２光放出部５０ｂと接続される第２放熱部材６０ｂを一定の曲げ変形で加工することができる。特に、第２基台６１ｂが、アルミ等の熱伝導性の良い金属から成る場合、フライス盤等の金属加工機で加工が簡単になるため、第２収納部６２ｂの形成も容易となり、安価に放熱部材６０を製造することができる。
【００６７】
なお、本実施形態のレーザ装置１においては、増幅用光ファイバ３０とデリバリファイバ５０との間に他の光ファイバが設けられても良い。この光ファイバは、コア及びクラッドを有し、例えば、種光用ファイバ１５と同じ構成、或いは、コア及びクラッド及び外側クラッドを有するダブルクラッドファイバとされる。この光ファイバがダブルクラッドファイバである場合、このダブルクラッドファイバは、コアに活性元素が添加されないこと以外は、増幅用光ファイバ３０と同様の構成とされれば良い。この場合、増幅用光ファイバ３０の出力端が、光ファイバの入力端に接続され、光ファイバの出力端がデリバリファイバの入力端に接続されることになる。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図６は、本発明の第２実施形態に係る光デリバリ部品１０１の拡大図である。
【００６９】
本実施形態の光デリバリ部品１０１は、第１光放出部５０ａにおいて、デリバリファイバ５０が直線状に配置される点は、第１実施形態における光デリバリ部品１００と同様であるが、第２光放出部５０ｂにおいて、デリバリファイバ５０が、第１光放出部側から徐々に曲げ半径が小さくされて配置される点において、第１実施形態の光デリバリ部品１００と異なる。そして、このデリバリファイバ５０の曲げに沿うように、第１放熱部材６０ａの第１基台６１ａ及び第２放熱部材６０ｂの第２基台６１ｂの外形が平面方向に曲げられており、これに伴い第１収納部６２ａ及び第２収納部６２ｂの外形が平面方向に曲げられている。
【００７０】
本実施形態の光デリバリ部品１０１によれば、第２光放出部内において、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、順に徐々に放出される。従って、第１光放出部で放出されなかった比較的ＮＡの大きな光が第２光放出部に伝播する場合においても、第２光放出部において、まずＮＡの比較的大きな光を放出して、次いで、比較的ＮＡの小さな光を放出することができる。こうして、第２光放出部において、発熱する個所を第１実施形態の光デリバリ部品１００よりも更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。図７は、本発明の第３実施形態に係る光デリバリ部品１０２の拡大図である。
【００７２】
図７に示すように、本実施形態の光デリバリ部品１０２は、第１光放出部５０ａから第２光放出部５０ｂにかけて、デリバリファイバ５０の曲げ半径が徐々に小さくされている。従って、第１実施形態の光デリバリ部品１００においては、第１光放出部５０ａにおいてデリバリファイバ５０が直線状に配されているのに対し、本実施形態の光デリバリ部品１０２においては、第１光放出部５０ａにおいてデリバリファイバ５０が曲げられている。
そして、このデリバリファイバ５０の曲げに沿うように、第１放熱部材６０ａの第１基台６１ａ及び第２放熱部材６０ｂの第２基台６１ｂの外形が平面方向に曲げられており、これに伴い第１収納部６２ａ及び第２収納部６２ｂの外形が平面方向に曲げられている。
【００７３】
本実施形態の光デリバリ部品１０２によれば、デリバリファイバ５０の曲げ半径が、第１光放出部５０ａから第２光放出部５０ｂにかけて徐々に小さくされることで、ＮＡの比較的大きな光からＮＡの比較的小さな光まで、光を順に徐々に放出することができる。従って、発熱する個所を第１実施形態の光デリバリ部品１００と比べて更に分散することができ、熱による損傷をより適切に防止することができる。
【００７４】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図８は、本実施形態に係るレーザ装置２を示す図である。
【００７５】
図８に示すように、本実施形態のレーザ装置２は、第１実施形態における励起光源２０と同様の構成の励起光源２０ａ、２０ｂと、増幅用光ファイバ３０と、増幅用光ファイバ３０の両端に設けられ、第１実施形態におけるコンバイナ４０と同様の構成のコンバイナ４０ａ、４０ｂと、コンバイナ４０ａに接続される第１共振用ファイバ１６と、第１共振用ファイバ１６に接続され、第１実施形態における光デリバリ部品１００と同様の構成の光デリバリ部品１００ａと、コンバイナ４０ｂに接続される第２共振用ファイバ１８と、第２共振用ファイバ１８に接続され、第１実施形態における光デリバリ部品１００と同様の構成の光デリバリ部品１００ｂと、第１共振用ファイバ１６に設けられる第１ミラーとしての第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）７１と、第２共振用ファイバ１８に設けられる第２ミラーとしての第２ＦＢＧ７２と、を主な構成として備える。
【００７６】
コンバイナ４０ａは、第１実施形態のコンバイナ４０と同様にして、増幅用光ファイバ３０の端部に設けられている。また、コンバイナ４０ｂは、増幅用光ファイバ３０のコンバイナ４０ａが設けられる端部と反対側の端部に設けられている。
【００７７】
励起光源２０ａのそれぞれのレーザダイオード２１は、第１実施形態と同様にして励起光用ファイバ２２に接続されており、これらの励起光用ファイバ２２は、コンバイナ４０ａにおいて、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に接続されている。従って、励起光源２０ａから出力される励起光は、コンバイナ４０ａを介して、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力する。
【００７８】
また、第１共振用ファイバ１６は、コア及びクラッドを有し、例えば、第１実施形態における種光用ファイバ１５と同じ構成、或いは、コア及びクラッド及び外側クラッドを有するダブルクラッドファイバとされる。第１共振用ファイバがダブルクラッドファイバである場合、このダブルクラッドファイバは、増幅用光ファイバと同様の構成、或いは、コアに活性元素が添加されない構成とされる。第１共振用ファイバ１６は、コンバイナ４０ａにおいて、増幅用光ファイバ３０に接続され、増幅用光ファイバ３０のコア３１と第１共振用ファイバ１６のコアとが結合している。また、第１共振用ファイバ１６のコアには、第１ＦＢＧ７１が設けられており、第１ＦＢＧ７１は、増幅用光ファイバ３０のコア３１と結合している。第１ＦＢＧ７１は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に添加されている活性元素が励起状態とされた場合に放出する自然放出光の一部の波長と同じ波長の光を反射し、反射率が、例えば１００％とされる。また、第１共振用ファイバ１６の増幅用光ファイバ３０側と反対側には、光デリバリ部品１００ａのデリバリファイバ５０の入力端５８が接続されている。さらに光デリバリ部品１００ａのデリバリファイバ５０には、終端部材１７が接続されている。
【００７９】
また、励起光源２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１は、第１実施形態と同様にして励起光用ファイバ２２に接続されており、これらの励起光用ファイバ２２は、コンバイナ４０ｂにおいて、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に接続されている。従って、励起光源２０ｂから出力される励起光は、コンバイナ４０ｂを介して、増幅用光ファイバ３０のクラッド３２に入力する。
【００８０】
また、第２共振用ファイバ１８は、コア及びクラッドを有し、例えば、第１実施形態における種光用ファイバ１５と同じ構成、或いは、コア及びクラッド及び外側クラッドを有するダブルクラッドファイバとされる。第２共振用ファイバがダブルクラッドファイバである場合、このダブルクラッドファイバは、増幅用光ファイバと同様の構成、或いは、コアに活性元素が添加されない構成とされる。そして、第２共振用ファイバ１８は、コンバイナ４０ｂにおいて、増幅用光ファイバ３０に接続され、増幅用光ファイバ３０のコア３１と第２共振用ファイバ１８のコアとが結合している。また、第２共振用ファイバ１８のコアには、第２ＦＢＧ７２が設けられており、第２ＦＢＧ７２は、増幅用光ファイバ３０のコア３１と結合している。第２ＦＢＧ７２は、第１ＦＢＧ７１が反射する光と同じ波長の光を第１ＦＢＧ７１よりも低い反射率で反射する。第２ＦＢＧの反射率は、例えば３０％とされる。また、第２共振用ファイバ１８の増幅用光ファイバ３０側と反対側には、光デリバリ部品１００ｂのデリバリファイバ５０の入力端５８が接続されている。
【００８１】
このように本実施形態のレーザ装置２は、増幅用光ファイバ３０の前方側及び後方側の双方から励起光を入力する双方励起であって、第１、第２ＦＢＧ７１、７２で共振を行うファブリペロー型のファイバレーザ装置とされる。
【００８２】
このようなレーザ装置２においては、まず、励起光源２０ａ、２０ｂのそれぞれのレーザダイオード２１から励起光が出力される。それぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、第１実施形態のレーザ装置１と同様に、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。そして、それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、それぞれの励起光用ファイバ２２を介して、増幅用光ファイバ３０の前方側、及び、後方側からクラッド３２に入力する。増幅用光ファイバ３０のクラッドに入力した励起光は、クラッド３２を主に伝播する。そして、コア３１を通過するときにコア３１に添加されている活性元素に吸収されて、活性元素を励起状態にする。
【００８３】
こうして励起光により励起状態とされた活性元素から自然放出光が放出され、この自然放出光を元にして第１ＦＢＧ７１と第２ＦＢＧ７２との間で光の共振が起こる。共振する光は、第１ＦＢＧ７１及び第２ＦＢＧ７２の反射波長と同じ波長であり、この共振する光が、被増幅光として増幅用光ファイバ３０において励起された活性元素の誘導放出により増幅される。そして、増幅された光の一部が、第２ＦＢＧ７２を透過して、出力光（信号光）として第２共振用ファイバから出力され、光デリバリ部品１００ｂのデリバリファイバ５０に入力する。このとき、第２共振用ファイバからデリバリファイバ５０に光が入力するときに、励起光源２０ａから出力され、増幅用光ファイバ３０において吸収されずに、増幅用光ファイバ３０から出力される余剰励起光や、出力光がデリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合がある。しかし、第１実施形態の光デリバリ部品１００と同様にして、これらの光は、熱に変換される。そして、光デリバリ部品１００ｂにおけるデリバリファイバ５０のコア５１を伝播する光は、デリバリファイバ５０から出力される。
【００８４】
また、励起光源２０ｂから出力され、増幅用光ファイバ３０において吸収されずに、増幅用光ファイバ３０から出力される余剰励起光や、共振する光の一部が、第１ＦＢＧ７１を透過する場合がある。このような光は、第１共振用ファイバ１６から出力され、光デリバリ部品１００ａのデリバリファイバ５０に入力する。この場合においても、第１共振用ファイバ１６からデリバリファイバ５０に光が入力するときに、デリバリファイバ５０のクラッド５２に光が入力する場合がある。しかし、第１実施形態の光デリバリ部品１００と同様にして、この光は、熱に変換される。そして、光デリバリ部品１００ａにおけるデリバリファイバ５０のコア５１を伝播する光は、終端部材１７において熱に変換される。
【００８５】
このように増幅用光ファイバ３０から出力される光は、第１、第２共振用ファイバ１６、１８に入力するため、そのような観点において、本実施形態では、増幅用光ファイバの両端を出力端と考えることができ、光ファイバである第１、第２共振用ファイバ１６、１８の入力端が増幅用光ファイバ３０の出力端に接続されているとすることができる。そして、第１、第２共振用ファイバ１６、１８は、増幅用光ファイバ３０から出力される光を伝播、出力して、光デリバリ部品１００ａ、１００ｂのデリバリファイバ５０の入力端に入力するため、第１、第２共振用ファイバ１６、１８の出力端がデリバリファイバ５０の入力端５８に接続されていると考えることができる。
【００８６】
本実施形態のレーザ装置２によれば、第１、第２共振用ファイバ１６、１８から光が出力され、光デリバリ部品１００ａ、１００ｂのデリバリファイバ５０のクラッド５２に入力する場合においても、これらの光は第１光放出部５０ａ、第２光放出部５０ｂから出力される。従って、クラッド５２に入力した光を分散して熱に変換することができるので、信頼性の高いレーザ装置とすることができる。特に本実施形態のレーザ装置２の様な双方励起型のファイバレーザ装置においては、増幅用光ファイバ３０の両側から余剰励起光が出力される傾向があるため、本実施形態のレーザ装置２の様に、増幅用光ファイバの両側に光デリバリ部品１００ａ、１００ｂを配置することが好ましい。
【００８７】
なお、本実施形態のレーザ装置２においては、光デリバリ部品１００ａ、１００ｂに代えて、第２実施形態、第３実施形態の光デリバリ部品１０１、１０２を用いても良い。
【００８８】
以上、本発明について、第１〜第４実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８９】
例えば、上記実施形態において、第１光放出部５０ａの一部において、被覆層５４が剥離されたが、被覆層５４の剥離は本質的なものではなく、被覆層５４は、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂの全てに渡って剥離されても良く、剥離されていなくても良い。
【００９０】
また、被覆層５４は、光透過性の樹脂から構成されていても良い。この場合、被覆層５４をウレタン系の樹脂で構成すれば良い。この場合、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂにおける被覆層５４が剥離されていない場所において、クラッド５２を伝播する光は、被覆層５４を透過して放出されるので、クラッド５２と離れた場所において発熱するためデリバリファイバ５０を適切に保護することができる。
【００９１】
更に、樹脂６４が光透過性の樹脂であっても良い。この場合、第１光放出部５０ａ及び第２光放出部５０ｂにおいて、デリバリファイバ５０から放出される光は、樹脂６４を伝播しながら熱に変換されたり、樹脂６４を伝播して第１基台６１ａ、第２基台６１ｂで熱に変換されたりする。また、上述のように被覆層５４が光透過性の樹脂である場合、被覆層５４を透過した光は、樹脂６４を伝播しながら熱に変換されたり、樹脂６４を伝播して第１基台６１ａ、第２基台６１ｂで熱に変換されたりする。このような光透過性の樹脂６４としては、エポキシ樹脂を挙げることができる。
【００９２】
また、上記実施形態において、レーザ装置をファイバレーザ装置を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、光ファイバを有しこの光ファイバから光を出力する固体レーザ装置に用いる光デリバリ部品として、上記実施形態の光デリバリ部品を用いても良い。
【００９３】
また、上記実施形態において、レーザ装置１は、増幅用光ファイバ３０の一方側から励起光を入力し、レーザ装置２は、増幅用光ファイバ３０の双方から励起光を入力したが、レーザ装置１、２において、励起光は、増幅用光ファイバ３０のどちらか一方から入力しても良く、双方から入力しても良い。
【００９４】
また、第１基台６１ａ、第２基台６１ｂをより冷却する目的で、第１基台６１ａ、第２基台６１ｂにヒートシンク用のフィンが設けられても良く、第１基台６１ａ、第２基台６１ｂがヒートパイプが設けられても良い。
【実施例】
【００９５】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
【００９６】
（実施例１）
第１実施形態と同様の光デリバリ部品を作製した。図１のレーザ装置の構成でダブルクラッドファイバである増幅用光ファイバの出力端にシングルクラッドファイバであるデリバリファイバを接続して、端部から約２０ｍｍだけ被覆層を剥離した。次に、凹状の第１収納部が形成された金属製の板から成る第１基台、及び、凹状の第２収納部が形成された金属製の板から成り、平面状に曲がっている第２基台を準備した。そして、デリバリファイバを直線状に端部から約５０ｍｍ第１基台に配置して、収容部に熱伝導性の樹脂を充填することでデリバリファイバの外周面をこの樹脂で覆った。さらに、デリバリファイバの第１基台に配置された部分に続く部分を、一定の曲げ半径８０ｍｍで長さ２４０ｍｍに渡り、第２基台に配置して、収容部に光熱伝導性の樹脂を充填することでデリバリファイバの外周面をこの樹脂で覆った。
【００９７】
次に、このデリバリファイバの端部から３００Ｗの光を入力した。すると、デリバリファイバにおける第１基台に配置された直線状の部分の温度が６８℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ始めの部分の温度が約８０℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ終わり部分の温度が約４０℃となった。
【００９８】
（実施例２）
第２実施形態と同様の光デリバリ部品を作製した。デリバリファイバの第２基台に配置される曲げ始めの曲げ半径を１６０ｍｍとして、曲げ終わりの半径を８０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にした。
【００９９】
次に、このデリバリファイバの端部から実施例１と同様の強度の光を実施例１と同様の条件で入力した。すると、デリバリファイバにおける第１基台に配置された直線状の部分の温度が６５℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ始めの部分の温度が約６０℃となり、第２基台に配置された部分の曲げ終わり部分の温度が約６０℃となった。
【０１００】
（比較例１）
第１基台に実施例１と同様にデリバリファイバを配置して、第２基台にデリバリファイバを配置しないこと以外は実施例１と同様にして光デリバリ部品を作製した。
【０１０１】
そして、このデリバリファイバの端部から約５０Ｗの光を実施例１と同様の条件で入力した。すると、デリバリファイバにおける第１基台に配置された直線状の部分の温度が６０℃となり、デリバリファイバの端部から約数十ｃｍ離れた場所において、デリバリファイバが曲がっている場所において、約１００度となり、デリバリファイバの被覆層を損傷した。
【０１０２】
以上より、本発明によれば、デリバリファイバのクラッドに入力した光が分散して出力し、熱が発生する場所が分散する結果となった。従って、本発明の光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置は、熱による損傷を防止できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
以上説明したように、本発明によれば、熱による損傷を防止することができる光デリバリ部品、及び、それを用いたレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【０１０４】
１、２・・・レーザ装置
１０・・・種光源
１５・・・種光用ファイバ
１６・・・第１共振用ファイバ
１８・・・第２共振用ファイバ
２０、２０ａ、２０ｂ・・・励起光源
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ
３１・・・コア
３２・・・クラッド
３３・・・樹脂クラッド
３４・・・被覆層
３９・・・出力端
４０、４０ａ、４０ｂ・・・コンバイナ
５０・・・デリバリファイバ
５０ａ・・・第１光放出部
５０ｂ・・・第２光放出部
５１・・・コア
５２・・・クラッド
５４・・・被覆層
６０・・・放熱部材
６０ａ・・・第１放熱部材
６０ｂ・・・第２放熱部材
６１ａ・・・第１基台
６１ｂ・・・第２基台
６２ａ・・・第１収納部
６２ｂ・・・第２収納部
６４・・・樹脂
７１・・・第１ミラー（第１ＦＢＧ）
７２・・・第２ミラー（第２ＦＢＧ）
１００、１００ａ、１００ｂ、１０１、１０２・・・光デリバリ部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア及びクラッドを有するデリバリファイバと、
放熱部材と、
を備え、
前記デリバリファイバは、前記放熱部材の一部に接続される第１光放出部と、前記放熱部材の他の一部に接続される第２光放出部とを有すると共に、少なくとも第２光放出部が曲げられており、
前記第１光放出部は、前記第２光放出部よりもデリバリファイバにおける光の入力端側に設けられると共に、前記第２光放出部よりも曲げ半径が大きくされる
ことを特徴とする光デリバリ部品。
【請求項２】
前記第１光放出部は、直線状とされることを特徴とする請求項１に記載の光デリバリ部品。
【請求項３】
前記第２光放出部は、一定の曲げ半径とされることを特徴とする請求項２に記載の光デリバリ部品。
【請求項４】
前記第２光放出部は、前記第１光放出部側から徐々に曲げ半径が小さくされることを特徴とする請求項２に記載の光デリバリ部品。
【請求項５】
前記第１光放出部から前記第２光放出部にかけて、前記デリバリファイバの前記曲げ半径が徐々に小さくされることを特徴とする請求項１に記載の光デリバリ部品。
【請求項６】
前記放熱部材は、前記デリバリファイバと覆う光透過性の樹脂をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記光透過性の樹脂で覆われる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項７】
前記デリバリファイバは、前記クラッドを覆う被覆層をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記被覆層で覆われている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光デリバリ部品。
【請求項８】
前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、
前記被覆層及び前記樹脂は、共に光透過性である
ことを特徴とする請求項７に記載の光デリバリ部品。
【請求項９】
前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、
前記樹脂は、前記被覆層よりも熱伝導性に優れる
ことを特徴とする請求項７に記載の光デリバリ部品。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光デリバリ部品と、
コアとクラッドとを有し、光を出力する光ファイバと、
を備え、
前記光ファイバの出力端が前記デリバリファイバの前記入力端に接続される
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項１１】
励起光源を更に備え、
前記光ファイバは、前記励起光源から出力される励起光により励起状態とされる活性元素が前記コアに添加される増幅用光ファイバであることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
励起光源と、
前記励起光により励起状態とされる活性元素がコアに添加される増幅用光ファイバと、
を更に備え、
前記光ファイバの入力端が前記増幅用光ファイバの出力端に接続される
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
【請求項１】
コア及びクラッドを有するデリバリファイバと、
放熱部材と、
を備え、
前記デリバリファイバは、前記放熱部材の一部に接続される第１光放出部と、前記放熱部材の他の一部に接続される第２光放出部とを有すると共に、少なくとも第２光放出部が曲げられており、
前記第１光放出部は、前記第２光放出部よりもデリバリファイバにおける光の入力端側に設けられると共に、前記第２光放出部よりも曲げ半径が大きくされる
ことを特徴とする光デリバリ部品。
【請求項２】
前記第１光放出部は、直線状とされることを特徴とする請求項１に記載の光デリバリ部品。
【請求項３】
前記第２光放出部は、一定の曲げ半径とされることを特徴とする請求項２に記載の光デリバリ部品。
【請求項４】
前記第２光放出部は、前記第１光放出部側から徐々に曲げ半径が小さくされることを特徴とする請求項２に記載の光デリバリ部品。
【請求項５】
前記第１光放出部から前記第２光放出部にかけて、前記デリバリファイバの前記曲げ半径が徐々に小さくされることを特徴とする請求項１に記載の光デリバリ部品。
【請求項６】
前記放熱部材は、前記デリバリファイバと覆う光透過性の樹脂をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記光透過性の樹脂で覆われる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品。
【請求項７】
前記デリバリファイバは、前記クラッドを覆う被覆層をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記クラッドが前記被覆層で覆われている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光デリバリ部品。
【請求項８】
前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、
前記被覆層及び前記樹脂は、共に光透過性である
ことを特徴とする請求項７に記載の光デリバリ部品。
【請求項９】
前記放熱部材は、前記デリバリファイバを覆う樹脂をさらに有し、
前記第１光放出部及び前記第２光放出部の少なくとも一部において、前記被覆層が前記樹脂で覆われ、
前記樹脂は、前記被覆層よりも熱伝導性に優れる
ことを特徴とする請求項７に記載の光デリバリ部品。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光デリバリ部品と、
コアとクラッドとを有し、光を出力する光ファイバと、
を備え、
前記光ファイバの出力端が前記デリバリファイバの前記入力端に接続される
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項１１】
励起光源を更に備え、
前記光ファイバは、前記励起光源から出力される励起光により励起状態とされる活性元素が前記コアに添加される増幅用光ファイバであることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
励起光源と、
前記励起光により励起状態とされる活性元素がコアに添加される増幅用光ファイバと、
を更に備え、
前記光ファイバの入力端が前記増幅用光ファイバの出力端に接続される
ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２１５７０８（Ｐ２０１２−２１５７０８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１１０８（Ｐ２０１１−８１１０８）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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