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光纖激光器系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11531726閱讀:206來源:國知局
光纖激光器系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及具備多個光纖激光器的光纖激光器系統(tǒng)。



背景技術(shù):

近年來,為了實現(xiàn)數(shù)kw(千瓦)的輸出功率,以下的光纖激光器系統(tǒng)備受注目,該光纖激光器系統(tǒng)具備:多個光纖激光器、對從多個光纖激光器的每一個輸出的激光進行合波的輸出合束器以及用于將從輸出合束器輸出的激光輸出至外部(例如加工對象物)的輸出部。從多個光纖激光器的每一個輸出的光經(jīng)由單模光纖或者準(zhǔn)單模光纖傳播至輸出合束器,從輸出合束器輸出的光經(jīng)由多模光纖傳播至輸出部。上述光纖激光器系統(tǒng)主要在材料加工的領(lǐng)域被活用。

在上述光纖激光器系統(tǒng)中,被成為材料加工的對象的加工對象物反射的光返回上述光纖激光器系統(tǒng),由此存在在上述光纖激光器系統(tǒng)產(chǎn)生不良情況的擔(dān)憂。

作為在上述光纖激光器系統(tǒng)產(chǎn)生不良情況的原因,能夠列舉在上述光纖激光器系統(tǒng)中的激光的傳播路徑內(nèi)產(chǎn)生的受激拉曼散射(以下,也稱為srs)。srs雖能夠看作是從激光向斯托克斯光的功率轉(zhuǎn)換過程,但公知有若該轉(zhuǎn)換效率(拉曼增益)增大,則容易產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩,其結(jié)果,各光纖激光器的振蕩狀態(tài)變得不穩(wěn)定、各光纖激光器故障(參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1:日本公開專利公報“日本特開2015-95641號公報(2015年5月18日公開)”

至此,在光纖激光器系統(tǒng)中,從各光纖激光器輸出的激光所引起的srs被考慮為是相互獨立的現(xiàn)象。因此,針對抑制光纖激光器系統(tǒng)中的斯托克斯光的振蕩的課題,僅研究了抑制從各光纖激光器輸出的激光所引起的srs的解決手段。

然而,本申請的發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)了在光纖激光器系統(tǒng)產(chǎn)生的斯托克斯光的功率大于在構(gòu)成該光纖激光器系統(tǒng)的各光纖激光器產(chǎn)生的斯托克斯光的功率之和。

圖4是將在輸出功率為1kw的光纖激光器產(chǎn)生的斯托克斯光的功率的3倍與在具備三個輸出功率為1kw的光纖激光器的光纖激光器系統(tǒng)產(chǎn)生的斯托克斯光的功率在各波長中進行比較的坐標(biāo)圖。根據(jù)圖4所示的坐標(biāo)圖,能夠確認(rèn)在光纖激光器系統(tǒng)中產(chǎn)生的斯托克斯光的功率大于在構(gòu)成該光纖激光器系統(tǒng)的各光纖激光器中產(chǎn)生的斯托克斯光的功率之和。該事實證明從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs不是相互獨立地產(chǎn)生的現(xiàn)象。

以下,以具備三個光纖激光器的光纖激光器為例,對該點再稍微詳細(xì)地進行說明。首先,在該光纖激光器系統(tǒng)中,考慮僅使第一光纖激光器動作。此時,在光纖激光器系統(tǒng)的各部分中,在激光的功率pl1、斯托克斯光的功率ps1以及從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp1/dz之間,dp1/dz=g×pl1×ps1/aeff這樣的關(guān)系成立(g為拉曼增益系數(shù),aeff為光纖的光的有效剖面積,z為光纖的長邊方向坐標(biāo))。相同地,考慮僅使第二光纖激光器動作。此時,在光纖激光器系統(tǒng)的各部分中,在激光的功率pl2、斯托克斯光的功率ps2以及從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp2/dz之間,dp2/dz=g×pl2×ps2/aeff這樣的關(guān)系也成立。相同地,考慮僅使第三光纖激光器動作。此時,在光纖激光器系統(tǒng)的各部分中,在激光的功率pl3、斯托克斯光的功率ps3以及從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp3/dz之間,dp3/dz=g×pl3×ps3/aeff這樣的關(guān)系也成立。

若從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs是相互獨立地產(chǎn)生的現(xiàn)象,則在使三個光纖激光器動作時,光纖激光器系統(tǒng)的各部分中的從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp/dz應(yīng)該與在使各光纖激光器動作時,光纖激光器系統(tǒng)的該部分中的從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp1/dz、dp2/dz、dp3/dz之和dp1/dz+dp2/dz+dp3/dz一致。相反,若從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs不是相互獨立地產(chǎn)生的現(xiàn)象,則在使三個光纖激光器動作時,光纖激光器系統(tǒng)的各部分中的從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp/dz應(yīng)該成為dp/dz=g×(pl1+pl2+pl3)×(ps1+ps2+ps3)/aeff,且大于在使各光纖激光器動作時,光纖激光器系統(tǒng)的該部分中的從激光被轉(zhuǎn)換成斯托克斯光的功率dp1/dz、dp2/dz、dp3/dz之和dp1/dz+dp2/dz+dp3/dz。

圖4所示的實驗結(jié)果證明后者的假定正確,即從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs不是相互獨立地產(chǎn)生的現(xiàn)象。特別地,在將由輸出合束器合波的激光引導(dǎo)至輸出部的多模光纖中,入射有由各光纖激光器生成的激光、由各光纖激光器生成的斯托克斯光、被加工對象物反射的激光以及斯托克斯光。因此,在該多模光纖中,考慮為引起利用dp/dz=g×(pl1+pl2+pl3)×(ps1+ps2+ps3)/aeff這樣的式子表現(xiàn)的、從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換。

根據(jù)以上的考察,明確接下來的情況。即,在光纖激光器系統(tǒng)中,從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs不是相互獨立地產(chǎn)生的現(xiàn)象。而且,該情況在光纖激光器系統(tǒng)中,提升從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率,容易產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。因此,以提高從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs的獨立性的方式變更光纖激光器系統(tǒng)的構(gòu)成,若降低從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率,則能夠?qū)崿F(xiàn)斯托克斯光的振蕩與以往相比難以產(chǎn)生的光纖激光器系統(tǒng),即與以往相比耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明是鑒于上述的課題而完成的,其目的在于提供一種與以往相比耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

為了解決上述的課題,本發(fā)明的光纖激光器系統(tǒng)具備:將石英玻璃制的光纖作為激光介質(zhì)的多個光纖激光器、對從多個上述光纖激光器的每一個出射的激光進行合波的合束器、以及將由上述合束器合波后的激光作為多模光傳輸?shù)氖⒉Aе频妮敵龉饫w,上述光纖激光器系統(tǒng)的特征在于,在上述多個光纖激光器中的任意兩個光纖激光器中,相互的振蕩波長之差比與由石英玻璃的si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值相對應(yīng)的波長大。

石英玻璃具有si-o網(wǎng)眼構(gòu)造,在其拉曼光譜中包含有由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰(峰頂波數(shù)490cm-1:凱塞附近)、由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰(峰頂波數(shù)440cm-1附近)等(參照日本特開平11-230830號公報)。

根據(jù)上述構(gòu)成,能夠使來自第一光纖激光器(任意兩個光纖激光器中的一個)的激光的波長與來自第二光纖激光器(任意的兩個光纖激光器中的另一個)的激光的波長充分不同。另外,能夠使來自第一光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰)與來自第二光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰)充分不同。

由此,能夠提高從各光纖激光器輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠降低由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率(拉曼增益)。其結(jié)果,能夠難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。因此,根據(jù)上述構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明,能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的光纖激光器系統(tǒng)的構(gòu)成的簡圖。

圖2是表示激光入射至石英玻璃制的光纖時的、激光與斯托克斯光的波數(shù)差和斯托克斯光的強度的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

圖3是表示圖1所示的光纖激光器系統(tǒng)中的一個光纖激光器的構(gòu)成的簡圖。

圖4是將在輸出功率為1kw的光纖激光器產(chǎn)生的斯托克斯光的功率的3倍與在具備三個輸出功率為1kw的光纖激光器的光纖激光器系統(tǒng)產(chǎn)生的斯托克斯光的功率在各波長中進行比較的坐標(biāo)圖。

具體實施方式

參照圖1~圖3,對用于實施本發(fā)明的方式進行說明。

圖1是表示本發(fā)明的實施方式的光纖激光器系統(tǒng)1的構(gòu)成的簡圖。光纖激光器系統(tǒng)1具備:三個(多個)光纖激光器2~4、輸出合束器(合束器)5、多模光纖(輸出光纖)6、輸出部7以及三個(多個)光纖10。光纖激光器系統(tǒng)1相對于加工對象物體8照射激光,由此對加工對象物體8進行加工。加工對象物體8例如為鋼鐵材料(軟鋼、碳鋼、不銹鋼等)、非鐵材料(鋁、銅、鎂等)、高脆性材料(陶瓷、玻璃等)或者其他(塑料、樹脂等)。被照射至加工對象物體8的激光被加工對象物體8反射5%~10%左右,存在被加工對象物體8反射的激光返回光纖激光器系統(tǒng)1的情況。存在被加工對象物體8反射并返回光纖激光器系統(tǒng)1的激光相對于光纖激光器系統(tǒng)1的理想的動作給予負(fù)面影響的可能性。

光纖激光器2~4分別生成激光,并經(jīng)由光纖10連接于輸出合束器5。使用于光纖激光器2~4與輸出合束器5的連接的光纖10均為單?;蛘咚^的準(zhǔn)單模(quasi-single-mode;疑似シングルモード)的光纖。光纖激光器2~4的每一個以石英玻璃制的光纖為激光介質(zhì)。通過參照圖3的說明在后文中記載光纖激光器2~4的每一個的構(gòu)成。

輸出合束器5對由光纖激光器2~4的每一個生成的激光進行合波。該被合波的激光作為多模光在多模光纖6內(nèi)傳播,并從輸出部7向光纖激光器系統(tǒng)1的外部(即,相對于加工對象物體8)出射。

此外,構(gòu)成光纖激光器2~4的光纖、光纖10以及多模光纖6為石英玻璃制。這些光纖通常每1m具有10-5%左右的光的反射率。因上述的加工對象物體8所引起的激光的反射與這些光纖所引起的光的反射,而產(chǎn)生斯托克斯光的遞歸放大,從而產(chǎn)生srs所引起的斯托克斯光的波長上的振蕩。

而且,針對全部光纖激光器2~4中的任意兩個光纖激光器,相互的振蕩波長的差,大于石英玻璃中的拉曼位移的波數(shù)譜中的、對應(yīng)于由后述的平面四元環(huán)的振動模式中產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長。具體而言,光纖激光器2的振蕩波長λl2與光纖激光器3的振蕩波長λl3的差、光纖激光器2的振蕩波長λl2與光纖激光器4的振蕩波長λl4的差以及光纖激光器3的振蕩波長λl3與光纖激光器4的振蕩波長λl4的差,全部大于對應(yīng)于該半峰寬之半值的波長δλsrs。

由此,能夠使來自光纖激光器2的激光的波長與來自光纖激光器3的激光的波長充分不同。另外,能夠使來自光纖激光器2的激光的斯托克斯光的波峰波長λs2與來自光纖激光器3的激光的斯托克斯光的波峰波長λs3充分不同。由此,能夠針對由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰波長,提高從各光纖激光器2以及3輸出的激光所引起的srs的獨立性。因此,能夠針對由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰波長,降低從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率(拉曼增益)。其結(jié)果,能夠難以產(chǎn)生由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰波長的斯托克斯光的振蕩。換言之,能夠抑制srs所引起的斯托克斯光的波長上的振蕩。該振蕩的抑制意味著:從光纖激光器3的激光向光纖激光器2的斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)變量減少,并且從光纖激光器2的激光向光纖激光器3的斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)變量減少。另外,光纖激光器2與光纖激光器4的組合以及光纖激光器3與光纖激光器4的組合也起到和光纖激光器2與光纖激光器3的組合相同的效果。由此,能夠進行光纖激光器系統(tǒng)1整體的該振蕩的抑制。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)1。

圖2是表示激光入射至石英玻璃制的光纖時的、激光與斯托克斯光的波數(shù)差和斯托克斯光的強度的關(guān)系的坐標(biāo)圖。圖2示出了光纖激光器系統(tǒng)1的激光功率pav為1.1w的情況下的關(guān)系、激光功率pav為1.3w的情況下的關(guān)系以及激光功率pav為1.5w的情況下的關(guān)系的每一個。

如根據(jù)圖2所示的坐標(biāo)圖明確的那樣,斯托克斯光具有激光與斯托克斯光的波數(shù)差為490cm-1附近的波峰和該波數(shù)差為440cm-1附近的波峰。前者被稱為由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰,后者被稱為由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰。

此處,考慮使光纖激光器2的振蕩波長λl2與光纖激光器3的振蕩波長λl3不同的情況。在來自光纖激光器2的激光的斯托克斯光的波峰波長λs2與來自光纖激光器3的激光的斯托克斯光的波峰波長λs3一致的情況下,存在光纖激光器系統(tǒng)1中的上述的振蕩的產(chǎn)生變得顯著的擔(dān)憂。

考慮以上的情況,在本實施方式中,使光纖激光器2的振蕩波長λl2與光纖激光器3的振蕩波長λl3的差大于對應(yīng)于由石英玻璃的si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長。由此,能夠針對光纖激光器2與光纖激光器3,使由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰彼此充分(超過該波峰的半峰寬之半值)不同。另外,該振蕩波長的差優(yōu)選大于對應(yīng)于由石英玻璃的si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長。由此,能夠針對光纖激光器2與光纖激光器3,使由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰彼此充分(超過該波峰的半峰寬之半值)不同。由此,能夠提高從各光纖激光器2以及3被輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠降低由框架振動的振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率。其結(jié)果,能夠難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。另外,更加優(yōu)選,光纖激光器2以及3的一個中的、由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)小于光纖激光器2以及3的另一個中的、從由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)減去由該框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值而得的波數(shù)。或者,更加優(yōu)選,光纖激光器2以及3的一個中的、由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)大于光纖激光器2以及3的另一個中的、對由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)加上由該平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的而得的波數(shù)。由此,針對光纖激光器2與光纖激光器3,能夠使一個光纖激光器的由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰與另一個光纖激光器的由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰充分不同。由此,能夠進一步提高從各光纖激光器2以及3被輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠進一步降低由這些振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率。其結(jié)果,能夠進一步難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。

換言之,如下述的那樣。將從光纖激光器3的由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)減去光纖激光器3的由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)而得的波數(shù)設(shè)為a,將光纖激光器2的由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波數(shù)設(shè)為b,將光纖激光器2的由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波數(shù)設(shè)為c。在該情況下,光纖激光器2與光纖激光器3的振蕩波長的差大于對應(yīng)于a+b的波數(shù)的波長,或者大于對應(yīng)于a+c的波數(shù)的波長。

由此,能夠可靠地使來自光纖激光器2的激光的斯托克斯光的波峰波長λs2與來自光纖激光器3的激光的斯托克斯光的波峰波長λs3不同,因此能夠充分地抑制光纖激光器系統(tǒng)1中的上述的振蕩的產(chǎn)生。

此外,針對參照了圖2的說明,使光纖激光器2的振蕩波長λl2與光纖激光器4的振蕩波長λl4不同的情況以及使光纖激光器3的振蕩波長λl3與光纖激光器4的振蕩波長λl4不同的情況,可以說是同樣的。

圖3是表示光纖激光器系統(tǒng)1中的一個光纖激光器2的構(gòu)成的簡圖。

如圖3所示,光纖激光器2經(jīng)由光纖10與輸出合束器5連接,并具備多個激發(fā)光源21、泵浦合束器23、放大用光纖25、作為反射鏡發(fā)揮功能的高反射fbg(fiberbragggrating光纖光柵)24以及作為半透半反鏡發(fā)揮功能的低反射fbg26。光纖激光器2作為將被放大用光纖25的高反射fbg24與低反射fbg26夾持的區(qū)間設(shè)為共振器的共振器型光纖激光器發(fā)揮功能。放大用光纖25以及光纖10等各光纖的每一個具有石英玻璃制的芯部,利用該芯部傳播激光。

連接泵浦合束器23至放大用光纖25的光纖也可以是與放大用光纖25相同的構(gòu)成。但是,在連接泵浦合束器23至放大用光纖25的光纖的芯部不添加活性元素。

放大用光纖25是向芯部添加活性元素(稀土族元素等)的雙包層光纖。在放大用光纖25的一端形成有高反射fbg24,在放大用光纖25的另一端形成有低反射fbg26。高反射fbg24構(gòu)成為對在放大用光纖25產(chǎn)生的激光進行反射。激光的振蕩波長內(nèi)的高反射fbg24的反射率例如為99%以上。低反射fbg26構(gòu)成為對在放大用光纖25產(chǎn)生的激光的一部分進行反射,而供剩余的部分透過。激光的振蕩波長內(nèi)的低反射fbg26的反射率設(shè)定為低于高反射fbg24的反射率,例如為10%。各激發(fā)光源21是向放大用光纖25供給的激勵光的光源,經(jīng)由泵浦合束器23連接于放大用光纖25。

在光纖激光器2中,來自各激發(fā)光源21的激勵光經(jīng)由泵浦合束器23入射至放大用光纖25的第一包層。然后,在放大用光纖25的第一包層內(nèi)進行波導(dǎo)的激勵光通過芯部時,使添加于芯部的活性元素向反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)遷移。遷移至反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的活性元素以自然光為種光,引起受激輻射的連鎖。被受激輻射的激光在高反射fbg24與低反射fbg26之間重復(fù)反射,從而被遞歸放大。

此外,光纖激光器3以及4也具有與圖3所示的光纖激光器2相同的構(gòu)成。

而且,為了使光纖激光器2的振蕩波長變化,只要使光纖激光器2的高反射fbg24以及低反射fbg26反射的光的波長變化即可。另外,為了使光纖激光器3的振蕩波長變化,只要使光纖激光器3的高反射fbg24以及低反射fbg26反射的光的波長變化即可。另外,為了使光纖激光器4的振蕩波長變化,只要使光纖激光器4的高反射fbg24以及低反射fbg26反射的光的波長變化即可。

由此開始,對圖1所示的光纖激光器系統(tǒng)1中的光纖激光器2~4的每一個的振蕩波長的一個例子進行說明。以下,對兩個實施例(分別稱為實施例1、實施例2)進行說明。

首先,對實施例1進行說明。從光纖激光器2被輸出的激光的輸出功率、從光纖激光器3被輸出的激光的輸出功率以及從光纖激光器4被輸出的激光的輸出功率均為1kw。換句話說,從光纖激光器系統(tǒng)1被出射的激光的輸出功率為3kw。而且,光纖激光器2的振蕩波長為1078nm(納米),光纖激光器3的振蕩波長為1080nm,光纖激光器4的振蕩波長為1082nm。對應(yīng)于由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長不足大概2nm,因此只要將光纖激光器2~4中的任意的兩個振蕩波長的差設(shè)為2nm以上即可。

接著,對實施例2進行說明。從光纖激光器2輸出的激光的輸出功率、從光纖激光器3輸出的激光的輸出功率、從光纖激光器4輸出的激光的輸出功率以及從光纖激光器系統(tǒng)1出射的激光的輸出功率與實施例1相同。而且,光纖激光器2的振蕩波長為1060nm,光纖激光器3的振蕩波長為1070nm,光纖激光器4的振蕩波長為1080nm。對應(yīng)于由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長不足大概10nm,因此只要將光纖激光器2~4中的任意的兩個振蕩波長的差設(shè)為10nm以上即可。

上述的各種振蕩波長的差的最大值不被特別地限定,但與光纖激光器系統(tǒng)1的光學(xué)特性(例如,各光纖激光器2~4能夠放大的光的波長范圍、像差特性)對應(yīng)地適當(dāng)被決定?,F(xiàn)實中,需要使來自光纖激光器2~4中的任意一個的激光的波峰波長與來自其他的任意一個的激光的斯托克斯光的波峰波長不一致。若將光纖激光器2~4中的任意的兩個振蕩波長的差設(shè)為不足對應(yīng)于石英玻璃的拉曼位移的波長,作為具體例,設(shè)為不足50nm(大概13thz:相當(dāng)于太赫茲),則能夠充分抑制該一致的擔(dān)憂。

本發(fā)明的一方式的光纖激光器系統(tǒng)具備:將石英玻璃制的光纖設(shè)為激光介質(zhì)的多個光纖激光器、對從多個上述光纖激光器的每一個被出射的激光進行合波的合束器以及將由上述合束器合波的激光作為多模光傳播的石英玻璃制的輸出光纖,對于上述光纖激光器系統(tǒng)而言,針對上述多個光纖激光器中的任意兩個,相互的振蕩波長的差大于對應(yīng)于由石英玻璃的si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長。

石英玻璃具有si-o網(wǎng)眼構(gòu)造,在其拉曼光譜中包含有由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰(峰頂波數(shù)490cm-1:凱塞附近)、由si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰(峰頂波數(shù)440cm-1附近)等(參照日本特開平11-230830號公報)。

根據(jù)上述構(gòu)成,能夠使來自第一光纖激光器(任意兩個光纖激光器中的一個)的激光的波長與來自第二光纖激光器(任意的兩個光纖激光器中的另一個)的激光的波長充分不同。另外,能夠使來自第一光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰)與來自第二光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰)充分不同。

由此,能夠提高從各光纖激光器輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠降低由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率(拉曼增益)。其結(jié)果,能夠難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。因此,根據(jù)上述的構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)與以往相比耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

另外,在本發(fā)明的其他的方式的光纖激光器系統(tǒng)中,上述振蕩波長的差大于對應(yīng)于由石英玻璃的si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波長。

根據(jù)上述構(gòu)成,能夠使來自第一光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰)與來自第二光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰)充分不同。由此,能夠提高從各光纖激光器輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠降低由框架振動的振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率。其結(jié)果,能夠難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。因此,根據(jù)上述的構(gòu)成,能夠進一步實現(xiàn)耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

另外,本發(fā)明的其他方式的光纖激光器系統(tǒng)針對上述多個光纖激光器中的任意兩個,在將從一個光纖激光器的由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)減去該一個光纖激光器的由石英玻璃的si-o網(wǎng)眼構(gòu)造中的框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)而得的波數(shù)設(shè)為a,將另一個光纖激光器的由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波數(shù)設(shè)為b的情況下,上述振蕩波長的差大于對應(yīng)于a+b的波數(shù)的波長。

根據(jù)上述的構(gòu)成,能夠使來自第一光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰)與來自第二光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰)充分不同。由此,能夠針對這些波峰波長的每一個,進一步提高從各光纖激光器輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠進一步降低由這些振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率。其結(jié)果,能夠進一步難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。因此,根據(jù)上述的構(gòu)成,能夠進一步實現(xiàn)耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

另外,本發(fā)明的其他方式的光纖激光器系統(tǒng)針對上述多個光纖激光器中的任意兩個,在將從一個光纖激光器的由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)減去該一個光纖激光器的由上述框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰的峰頂波數(shù)而得的波數(shù)設(shè)為a,將另一個光纖激光器的由上述平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰的半峰寬之半值的波數(shù)設(shè)為c的情況下,上述振蕩波長的差大于對應(yīng)于a+c的波數(shù)的波長。

根據(jù)上述構(gòu)成,能夠使來自第一光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由平面四元環(huán)的振動模式產(chǎn)生的波峰)與來自第二光纖激光器的激光的斯托克斯光的波峰波長(由框架振動的振動模式產(chǎn)生的波峰)充分不同。由此,能夠進一步提高從各光纖激光器被輸出的激光所引起的srs的獨立性,因此能夠進一步降低由這些振動模式產(chǎn)生的srs中的從激光向斯托克斯光的功率的轉(zhuǎn)換效率。其結(jié)果,能夠進一步難以產(chǎn)生斯托克斯光的振蕩。因此,根據(jù)上述的構(gòu)成,能夠進一步實現(xiàn)耐反射性優(yōu)越的光纖激光器系統(tǒng)。

另外,在本發(fā)明的其他方式的光纖激光器系統(tǒng)中,上述振蕩波長的差小于對應(yīng)于石英玻璃的拉曼位移的波長。

另外,在本發(fā)明的其他方式的光纖激光器系統(tǒng)中,上述輸出光纖為多模光纖。

本發(fā)明不限定于上述的各實施方式,能夠在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)進行各種變更,適當(dāng)?shù)亟M合在不同的實施方式中分別公開的技術(shù)手段而獲得的實施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。

符號說明

1…光纖激光器系統(tǒng);2…光纖激光器;3…光纖激光器;4…光纖激光器;5…輸出合束器(合束器);6…多模光纖(輸出光纖);7…輸出部;8…加工對象物體;10…光纖;21…激發(fā)光源;23…泵浦合束器;24…高反射fbg;25…放大用光纖;26…低反射fbg。

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