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公開番号2024102573
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-31
出願番号2023006558
出願日2023-01-19
発明の名称ビームカプラ
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02B 6/42 20060101AFI20240724BHJP(光学)
要約【課題】高出力レーザーを用いる場合であっても高い伝送品質を維持しつつ、光ファイバーの損傷を回避することが可能なビームカプラを提供する。
【解決手段】ビームカプラは、レーザーの進行方向に配置された光ファイバーに向けてレーザーを入射させるためのビームカプラであって、進行方向における光ファイバーの後方側に配置され、レーザーが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ部材と、アパーチャ部材を外周側から囲うとともに、内部に冷媒が流通する流路が形成された冷却部材と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レーザーを、該レーザーの進行方向に配置された光ファイバーに向けて入射させるためのビームカプラであって、
前記進行方向における前記光ファイバーの後方側に配置され、前記レーザーが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ部材と、
該アパーチャ部材を外周側から囲うとともに、内部に冷媒が流通する流路が形成された冷却部材と、
を備えるビームカプラ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記冷媒の温度を計測する温度計測部と、
前記アパーチャ部材の二次元位置を変化させることで前記光ファイバーに入射する前記レーザーの焦点の二次元位置を調整することが可能な移動部と、
をさらに備える請求項１に記載のビームカプラ。
【請求項３】
前記温度計測部が計測した前記冷媒の温度に基づいて前記レーザーの二次元位置のズレを検知する検知部と、
該検知部が検知したズレと予め定められた基準範囲とを比較する比較判定部と、
該比較判定部によって前記ズレが前記基準範囲外にあると判定された場合に前記移動部を駆動して前記ズレが前記基準範囲内に収まるように調整する駆動部と、
を有する制御装置をさらに備える請求項２に記載のビームカプラ。
【請求項４】
前記レーザーの光路上に配置され、ビーム重心位置、及びビーム径の少なくとも一方を含むレーザー物理量を取得可能なレーザー物理量取得部をさらに備え、
前記制御装置では、前記検知部が前記レーザー物理量に基づいて前記レーザーの三次元位置の前記ズレを検知し、前記比較判定部が、前記ズレと予め定められた前記基準範囲とを比較し、前記駆動部は、前記比較判定部によって前記ズレが前記基準範囲外にあると判定された場合に前記移動部を駆動して前記ズレが前記基準範囲内に収まるように調整する請求項３に記載のビームカプラ。
【請求項５】
レーザーを、該レーザーの進行方向に配置された光ファイバーに向けて入射させるためのビームカプラであって、
前記進行方向における前記光ファイバーの後方側に配置され、前記レーザーが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ部材と、
前記アパーチャ部材の三次元位置を変化させることで前記光ファイバーに入射する前記レーザーの焦点の三次元位置を調整することが可能な移動部と、
前記レーザーの光路上に配置され、ビーム重心位置、及びビーム径の少なくとも一方を含むレーザー物理量を取得可能なレーザー物理量取得部と、
前記レーザー物理量取得部が取得した前記レーザー物理量に基づいて前記レーザーの三次元位置のズレを検知する検知部と、該検知部が検知したズレと予め定められた基準範囲とを比較する比較判定部と、該比較判定部によって前記ズレが前記基準範囲外にあると判定された場合に前記移動部を駆動して前記ズレが前記基準範囲内に収まるように調整する駆動部と、を有する制御装置と、
を備えるビームカプラ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ビームカプラに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばレーザー加工装置の周辺では、レーザーを光源から離れた場所に伝送するために光ファイバーと、ビームカプラと、が用いられる。ビームカプラは、一方側の光ファイバーから出射したレーザーを、他方側の光ファイバーに入射させるための光学的な中継機器である。
【０００３】
ビームカプラの具体例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。このビームカプラは、一方側の光ファイバーから出射したレーザーをレンズによって収斂させた後、他方側の光ファイバーに入射させる構成を採用している。
【０００４】
ここで、高出力レーザーを対象とする場合、一方側の光ファイバーから出射したレーザーの焦点位置にズレを生じることがある。この場合、下記特許文献１に係る装置では、レンズをレーザーの光軸方向に移動させることで、焦点位置の是正を図ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６３８８９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにレンズを用いたビームカプラでは、数ｋＷ～数１０ｋＷのさらなる高出力レーザーを対象とする場合、熱レンズ効果を生じる虞がある。これにより、レーザーの焦点位置がさらに大きく変化してしまう。その結果、レーザーの伝送品質が低下したり、光ファイバーの損傷を生じたりする虞がある。
【０００７】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、高出力レーザーを用いる場合であっても高い伝送品質を維持しつつ、光ファイバーの損傷を回避することが可能なビームカプラ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示に係るビームカプラは、第一の光ファイバーから出射したレーザーを、該レーザーの進行方向の前方側に間隔をあけて配置された第二の光ファイバーに向けて入射させるためのビームカプラであって、前記進行方向における前記第二の光ファイバーの後方側に配置され、前記レーザーが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ部材と、該アパーチャ部材を外周側から囲うとともに、内部に冷媒が流通する流路が形成された冷却部材と、を備える。
【０００９】
本開示に係るビームカプラは、第一の光ファイバーから出射したレーザーを、該レーザーの進行方向の前方側に間隔をあけて配置された第二の光ファイバーに向けて入射させるためのビームカプラであって、前記進行方向における前記第二の光ファイバーの後方側に配置され、前記レーザーが通過するアパーチャが形成されたアパーチャ部材と、前記アパーチャ部材の三次元位置を変化させることで前記第二の光ファイバーに入射する前記レーザーの焦点の三次元位置を調整することが可能な移動部と、前記レーザーの光路状に配置され、ビーム重心位置、及びビーム径の少なくとも一方を含むレーザー物理量を取得可能なレーザー物理量取得部と、前記レーザー物理量取得部が取得した前記レーザー物理量に基づいて前記レーザーの三次元位置のズレを検知する検知部と、該検知部が検知したズレと予め定められた基準範囲とを比較する比較判定部と、該比較判定部によって前記ズレが前記基準範囲外にあると判定された場合に前記移動部を駆動して前記ズレが前記基準範囲内に収まるように調整する駆動部と、を有する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、高出力レーザーを用いる場合であっても高い伝送品質を維持しつつ、光ファイバーの損傷を回避することが可能なビームカプラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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