光纤激光器装置及其异常检测方法

光纤激光器装置及其异常检测方法
【专利摘要】本发明提供能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置。光纤激光器装置(100)具备：多个光纤激光器单元(110)；合束器(120)，其对从光纤激光器单元(110)输出的输出激光进行光学耦合而生成耦合激光；激光射出部(130)，其射出耦合激光；输出激光功率检测部(170)，其检测光纤激光器单元(110)各自的输出激光的功率；耦合激光功率检测部(140)，其检测耦合激光的功率；以及异常检测部(160)，其对检测出的输出激光的功率的和(合计激光功率)与检测出的耦合激光的功率进行比较，在耦合激光功率相对于合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下，判断为光纤激光器单元(110)产生了异常。
【专利说明】
光纤激光器装置及其异常检测方法
技术领域
[0001] 本发明设及光纤激光器装置及其异常检测方法，特别是设及对来自多个光纤激光 器单元的激光进行光学禪合并射出的光纤激光器装置及其异常检测方法。
【背景技术】
[0002] 近年，光纤激光的高输出化发展，开发了设置多个光纤激光器单元且能够对来自 各个光纤激光器单元的激光输出进行禪合而得到千瓦级的高输出的光纤激光器装置。在运 样的光纤激光器装置中，由于是高输出，所W有时出现与由烙接部处的损耗、光纤的弯曲引 起的产生高次模所带来的损耗运种附加损耗量相应的光量增大。因运样的附加损耗，也会 使发热量增大，有时附加损耗所带来的发热直接导致光纤的断线等故障。因此，多在运样的 高输出的光纤激光器装置设置检测光纤的断线等异常的部件。
[0003] 例如，专利文献1公开有作为检测运样的光纤激光器装置中的异常的方法，通过拍 摄部件(光检测器)检测在不良情况产生时从光纤激光器装置内部的烙接部漏出的激光，由 此检测光纤激光器装置内的光学零件的破损的技术。然而，在该方法中，需要预先推断存在 产生破损的可能性的部位并针对每个运样的部位配置拍摄部件(光检测器），在推断出破损 的位置W外的位置产生了光纤的断线等情况下，不能够检测那样的异常。因此，在存在产生 破损的可能性的部位在较大的范围内存在的情况下，需要许多的拍摄部件，装置的成本增 局。
[0004] 专利文献1:日本特开2010-238709号公报

【发明内容】

[0005] 本发明是鉴于运样的W往技术的问题点而完成的，第一目的在于提供能够通过廉 价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置。
[0006] 另外，本发明的第二目的在于，提供在具备多个光纤激光器单元的光纤激光器装 置中，能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的光纤的异常的光纤激光器装置的 异常检测方法。
[0007] 根据本发明的第一方式，提供能够通过廉价的构成在较大的范围内检测装置内的 光纤的异常的光纤激光器装置。该光纤激光器装置具备:多个光纤激光器单元，它们具有能 够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给激发光的激发光源、W及使上述激光振 荡的光谐振器;合束器，其对从上述多个光纤激光器单元输出的输出激光进行光学禪合而 生成禪合激光;激光射出部，其射出由上述合束器生成的禪合激光;多个输出激光功率检测 部，它们检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率；W 及禪合激光功率检测部，其检测由上述合束器生成的禪合激光的功率。光纤激光器装置具 备:异常检测部，其具有计算对由上述多个光纤激光器单元的输出激光功率检测部检测出 的输出激光的功率进行相加得到的合计激光功率的合计部、对由上述合计部计算出的合计 激光功率与由上述禪合激光功率检测部检测出的禪合激光的功率进行比较的比较部、W及 在上述禪合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阔值τ的情况下，判断为 上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常的判定部。
[0008] 根据本发明的第二方式，提供对射出利用合束器对从多个光纤激光器单元输出的 输出激光进行光学禪合所得到的禪合激光的光纤激光器装置中的异常进行检测的方法，上 述多个光纤激光器单元具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给激发光的 激发光源、W及使上述激光振荡的光谐振器。在该方法中，检测从上述多个光纤激光器单元 各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率，检测上述合束器的下游侧的上述禪合激光的 功率，对上述检测出的来自上述多个光纤激光器单元的输出激光的功率进行相加来计算合 计激光功率，对上述合计激光功率与上述检测出的禪合激光的功率进行比较，在上述禪合 激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阔值Τ的情况下，判断为上述多个光 纤激光器单元中的至少一台产生了异常。
[0009] 也可W将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，上述规定的阔值Τ被设定为化一 1)/U。此时，上述异常检测部的判定部在上述禪合激光的功率相对于上述合计激光功率之 比小于上述规定的阔值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。或 者，也可W将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将上UW下的整数设为n，上述规定 的阔值T被设定为化一n)/U。此时，上述异常检测部的判定部在上述禪合激光的功率相对于 上述合计激光功率之比小于上述规定的阔值T的情况下，判断为上述多个光纤激光器单元 中η台产生了异常。
[0010] 并且，也可W将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将上述输出激光功率检测 部中的功率的检测精度设为±α，将上述禪合激光功率检测部中的功率的检测精度设为± e，W满足下述的不等式的方式设定上述规定的阔值Τ。此时，上述异常检测部的判定部在上 述禪合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阔值T的情况下，判断为 多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。
[00"][式 1]
[0012] (1+α)·Τ<1-β
[0013]
[0014] 另外，也可W将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将IW上UW下的整数设为 n，将上述输出激光功率检测部中的功率的检测精度设为±α，将上述禪合激光功率检测部 中的功率的检测精度设为±β，Κ满足下述的不等式的方式设定上述规定的阔值Τ。此时，上 述异常检测部的判定部在上述禪合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规 定的阔值Τ的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的η台产生了异常。
[00巧][式2]
[0016] (1+α)·Τ<1-β
[0017]
[0018] 并且，也可W上述异常检测部具备控制向上述多个光纤激光器单元的激发光源供 给的电流而顺序驱动上述多个光纤激光器单元中的至少一台光纤激光器单元的驱动控制 部。此时，上述异常检测部的判定部基于由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述禪 合激光功率检测部检测出的禪合激光的功率的差异，从由上述驱动控制部驱动的至少一台 光纤激光器单元确定出产生了异常的光纤激光器单元。
[0019] 另外，也可W上述禪合激光功率检测部具有接收从设在将上述合束器与上述激光 射出部连接起来的光纤的烙接部泄漏的泄漏光的光检测器。在运种情况下，若将该光检测 器配置在上述烙接部的下游侧，则能够降低从光纤激光器装置射出的禪合激光被加工物反 射而返回来的返回光带来的影响。
[0020] 根据本发明，通过对由各光纤激光器单元的输出激光功率检测部得到的输出激光 的功率的和(合计激光功率）、和由设置在对光纤激光器单元的输出激光进行禪合的合束器 的下游的禪合激光功率检测部得到的禪合激光功率进行比较，能够检测在各光纤激光器单 元的输出激光功率检测部与处于其下游的禪合激光功率检测部之间是否产生了光纤断线 等异常。即，只要在输出激光功率检测部与禪合激光功率检测部之间，则无论在任何的位置 产生光纤断线等异常，都能够检测该异常。因此，仅在各光纤激光器单元设置输出激光功率 检测部和禪合激光功率检测部运两个检测部，就能够在从输出激光功率检测部到禪合激光 功率检测部之间的较大的范围内检测光纤的异常。运样，不需要在各光纤激光器单元设置 许多的检测部(光检测器），所W能够降低光纤激光器装置的成本。
【附图说明】
[0021] 图1是示意地表示本发明的一实施方式中的光纤激光器装置的构成的图。
[0022] 图2是示意地表示图1的光纤激光器装置的光纤激光器单元的一个构成的图。
[0023] 图3是说明在本发明的一实施方式中用于判定光纤激光器单元产生了异常的阔值 的图表。
[0024] 图4是说明在本发明的一实施方式中用于判定光纤激光器单元产生了异常的阔值 的图表。
[0025] 图5是说明在本发明的一实施方式中用于判定从加工物反射的返回光所引起的异 常的阔值的图表。
【具体实施方式】
[0026] W下，参照图1~图5对本发明所设及的光纤激光器装置的实施方式进行详细说 明。此外，在图1~图5中，对相同或者相应的构成要素标注相同的符号并省略重复的说明。
[0027] 图1是示意地表示本发明的一实施方式中的光纤激光器装置100的构成的图。如图 1所示，光纤激光器装置100具备能够输出激光的多个光纤激光器单元11〇(在图1所示的例 子中为屯台光纤激光器单元110)、将从光纤激光器单元110各自输出的激光(输出激光)合 成的合束器120、W及例如朝向被处理物射出由合束器120进行了禪合的激光的激光射出部 130。
[0028] 图2是示意地表示多个光纤激光器单元110之一的图。如图2所示，光纤激光器单元 110具备例如添加了化(镜)等稀±类元素的放大用光纤112、与放大用光纤112的第一端部 112A侧连接的高反射光纤布拉格光栅(門ber Bragg Grating(FBG))lll、与放大用光纤112 的第二端部112B侧连接的低反射FBG 113、从放大用光纤112的第一端部112A向放大用光纤 112导入激发光的多个激发光源114A、对来自多个激发光源114A的激发光进行合成的合束 器116A、从放大用光纤112的第二端部112B向放大用光纤112导入激发光的多个激发光源 114B、W及对来自多个激发光源114B的激发光进行合成的合束器116B。
[0029] 作为激发光源114A、114B，例如，能够使用波长915nm的高输出多模半导体激光器 (LD)。来自激发光源114A的激发光被合束器116A合成，并从高反射FBG 111侦時入放大用光 纤112。同样地，来自激发光源114B的激发光被合束器116B合成，并从低反射FBG 113侧导入 放大用光纤112。优选放大用光纤112具有具备内包层和折射率比内包层的折射率低的外包 层的双包层结构。在合束器116B连接有向光纤激光器单元110的外部延伸的单包层的光纤 (传输光纤)118。
[0030] 运里，高反射FBG 111W及低反射FBG 113构成为反射与激光的波长对应的波长的 光，W满足规定的谐振条件的方式配置，利用放大用光纤112、高反射FBG 111、W及低反射 FBG 113，构成使放大用光纤112产生的激光振荡的光谐振器119。优选高反射FBG 111的反 射率为90 %~100 %，优选低反射FBG 113的反射率在30 % W下。
[0031] 在运样的构成中，若从激发光源114A、114B向放大用光纤112导入例如915nm的波 长的激发光，则放大用光纤112的化被激发，产生lOOOnm波长范围的发射光。该化发射光因 W满足规定的谐振条件的方式配置的高反射FBG 111W及低反射FBG 113而WlOOOnm波长 范围进行激光振荡。在光谐振器119内产生的激光的一部分被低反射FBG 113反射而返回到 放大用光纤112,但其绝大多数透过低反射FBG 113而通过光纤118从光纤激光器单元110作 为输出激光输出。如图1所示，从各个光纤激光器单元110输出的输出激光被合束器120合成 而成为高功率的禪合激光，该高功率的禪合激光从激光射出部130射出。
[0032] 如图2所示，在各个光纤激光器单元110设有检测从光谐振器119发出的输出激光 的功率的输出激光功率检测部170。该输出激光功率检测部170包含检测从形成于光纤118 的烙接部118A泄漏的泄漏光的光检测器172、和将光检测器172的检测信号换算为输出激光 的功率的输出激光功率换算部174。来自该输出激光功率换算部174的信号线与后述的异常 检测部160的合计部162连接。烙接部118A被折射率比光纤118的包层的折射率高的树脂覆 盖，光检测器172配置在该烙接部118A的附近。此外，在本实施方式中，对输出激光功率检测 部170设置在光纤激光器单元110的内部的例子进行说明，但输出激光功率检测部170也可 W配置在光纤激光器单元110的外部。
[0033] 如图1所示，光纤激光器装置100具备检测被合束器120进行了禪合的禪合激光的 功率的禪合激光功率检测部140。该禪合激光功率检测部140包含检测从形成在将合束器 120与激光射出部130连接起来的光纤150的烙接部150A泄漏的泄漏光的光检测器142、和将 光检测器142的检测信号换算为禪合激光的功率下，称为禪合激光功率）的禪合激光功 率换算部144。从该禪合激光功率换算部144引出的信号线与后述的异常检测部160的比较 部164连接。烙接部150A被折射率比光纤150的包层的折射率高的树脂覆盖，光检测器142配 置在该烙接部150A的附近。
[0034] 如图1所示，光纤激光器装置100具备将光纤激光器单元110产生了异常检测出来 的异常检测部160。该异常检测部160具备计算对从与各个光纤激光器单元110对应的输出 激光功率换算部174输入的输出激光的功率进行相加得到的合计激光功率的合计部162、对 利用合计部162计算出的合计激光功率与从禪合激光功率换算部144输入的禪合激光功率 进行比较的比较部164、储存有为了将光纤激光器单元110产生了异常检测出来而使用的阔 值等的存储部166、W及基于比较部164的比较结果判定光纤激光器单元110是否产生了异 常的判定部168。
[0035] 若从各个光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170到禪合激光功率检测部 140之间的光路没有任何异常，则通过禪合激光功率检测部140得到的禪合激光功率应该与 通过各个输出激光功率检测部170得到的输出激光的功率的和几乎相等。然而，在任意一个 光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170与合束器120之间的光纤118存在某种异常 的情况下，从存在异常的部分不向下游供给输出激光，所W通过禪合激光功率检测部140得 到的禪合激光功率比通过各个输出激光功率检测部170得到的输出激光的功率的和小。本 实施方式中的判定部168利用该现象判定光纤激光器单元110是否产生了异常。
[0036] 更具体而言，在从各个光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170到合束器 120之间的光纤118正常的情况下，如图3的?所示，禪合激光功率和合计激光功率表现出几 乎相同的值。例如，在任意一台的光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170与合束器 120之间的光纤118产生了异常(断线）的情况下，禪合激光功率减少了与一台光纤激光器单 元110的输出激光的功率相应的量。因此，在本实施方式中，由于光纤激光器单元110有屯 台，所W判定部168在禪合激光功率相对于合计激光功率之比小于6Λ时，判定为光纤激光 器单元110中的一台产生了异常。即，在图3所示的例子中，设定6/7作为判定异常的阔值T， 在禪合激光功率相对于合计激光功率之比小于该阔值T(在图3中W▲表示）的情况下，判定 为光纤激光器单元110中的一台产生了异常。若通过判定部168检测到异常，则停止全部的 光纤激光器单元110。
[0037] 光纤激光器单元110的台数是屯台W外的情况下，如W下那样。若将光纤激光器单 元110的台数设为U，则在存储部166储存阔值T =化一1) /U，在禪合激光功率相对于合计激 光功率之比小于储存于该存储部166的阔值Τ=化一1)/U的情况下，判定部168判断为光纤 激光器单元110中的一台产生了异常。
[0038] 运里，如图1所示，异常检测部160具备与各光纤激光器单元110的激发光源114A、 114B的电源连接的驱动控制部169,通过该驱动控制部169能够控制向各光纤激光器单元 110的激发光源114A、114B供给的电流逐台地顺序驱动光纤激光器单元110。若如上述那样， 通过判定部168判定为光纤激光器单元110中的一台产生了异常，则驱动控制部169逐台地 顺序驱动光纤激光器单元110。若驱动的光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170与 合束器120之间没有异常，则禪合激光功率和合计激光功率表现出几乎相同的值。另一方 面，若驱动的光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170与合束器120之间存在光纤断 线等异常，则尽管能够得到合计激光功率，但得不到禪合激光功率。因此，通过利用驱动控 制部169逐台地顺序驱动光纤激光器单元110,并比较合计激光功率与禪合激光的功率，能 够判断当前驱动的光纤激光器单元110产生了异常。此外，此时，也可W通过驱动控制部169 每次驱动多台光纤激光器单元110，并基于合计激光功率与禪合激光的功率的差异，来确定 产生了异常的光纤激光器单元110。另外，也能够针对每个光纤激光器单元110,各光纤激光 器单元110的输出激光功率被设定为不同的值，并通过确定具有与禪合激光功率降低的量 对应的输出激光功率的光纤激光器单元110来辨别产生了异常的光纤激光器单元。
[0039] 运样，根据本实施方式，通过对由各光纤激光器单元110的输出激光功率检测部 170得到的输出激光的功率的和(合计激光功率）、和由设置在对光纤激光器单元110的输出 激光进行禪合的合束器120的下游的禪合激光功率检测部140得到的禪合激光功率进行比 较，能够检测在各光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170与处于其下游的禪合激光 功率检测部140之间是否产生光纤断线等异常。即，只要是在输出激光功率检测部170与禪 合激光功率检测部140之间，则无论在任何的位置产生光纤断线等异常，均能够检测该异 常。因此，仅在各光纤激光器单元110设置输出激光功率检测部170和禪合激光功率检测部 140运两个检测部，就能够在从输出激光功率检测部170到禪合激光功率检测部140之间的 较大的范围内，检测光纤118、150的异常。运样，不需要在各光纤激光器单元110设置许多的 检测部(光检测器），所W能够降低光纤激光器装置100的成本。
[0040] 另外，由于对利用各光纤激光器单元110的输出激光功率检测部170得到的输出激 光的功率的和(合计激光功率)与利用禪合激光功率检测部140得到的禪合激光的功率进行 比较，所W不会受到在输出激光功率检测部170的上游侧产生的异常的影响，而能够检测在 输出激光功率检测部170到禪合激光功率检测部140之间产生的异常。例如，在任意一个光 纤激光器单元110中，处在输出激光功率检测部170的上游侧的激发光源114A、114B变差而 输出降低的情况下，输出激光的功率降低并且禪合激光的功率也随之降低。因此，禪合激光 功率相对于合计激光功率之比不发生变化，所W能够不受到激发光源114A、114B变差所带 来的影响而检测从输出激光功率检测部170到禪合激光功率检测部140之间产生的异常。
[0041] 另外，在上述的实施方式中，判定部168判定出光纤激光器单元110中的一台产生 了异常，但也能够判定光纤激光器单元110中的多台产生了异常。即，若多台的光纤激光器 单元110产生了异常，则禪合激光功率与产生了异常的光纤激光器单元110的台数成正比地 降低。因此，若与光纤激光器单元110的台数对应地将多个阔值T储存于存储部166,并对运 些阔值T与禪合激光功率相对于合计激光功率之比进行比较，则能够决定产生了异常的光 纤激光器单元110的台数。
[0042] 图4是表示与光纤激光器单元110的台数对应地设定的多个阔值的图表。在图4中， N表示正常的情况下的禪合激光功率与合计激光功率的关系，Τι~T6分别表示用于判定一台 ~六台光纤激光器单元110产生了异常的阔值。Τ7表示用于判定全部的光纤激光器单元110 产生了异常或者在合束器120与禪合激光功率检测部140之间产生了异常的阔值。具体而 言，Τι = 6/7，Τ2 = 5/7，Τ3 = 4/7，Τ4= 3/7，Τ5 = 2/7，Τ6 = 1/7。即，若将光纤激光器单元 110 的台 数设为U，则用于判定η台光纤激光器单元110产生了异常的阔值Τη为Τη=化一n)/U。此外，根 据该式朽=0,但为了判定从合束器120在下游侧产生了异常，而在图4中，T7被设定为比0大 比T6小的值。
[0043] 在上述的实施方式中，未考虑输出激光功率检测部170中的功率的检测精度和禪 合激光功率检测部140中的功率的检测精度，但也能够考虑运些检测精度而设定上述阔值 T。即，若将光纤激光器单元110的台数设为U，将输出激光功率检测部170中的功率的检测精 度设为±α，并将禪合激光功率检测部140中的功率的检测精度设为±β，则也可满足W 下的不等式的方式设定阔值Τ。
[0044] 试3]
[0045] (1+α)·Τ<1-β
[0046]
[0047] 例如，若光纤激光器单元110的台数为屯台，且取α = β，则满足上述不等式的阔值Τ 为Τ = 0.926,检测精度为α = β = 3.85%。运样通过考虑输出激光功率检测部170W及禪合激 光功率检测部140中的检测精度，能够避免异常检测部160中的误判定。
[004引另外，上述不等式是在判断为U台光纤激光器单元110中的一台产生了异常的情况 下使用的式子，但在检测U台的光纤激光器单元110中的η台产生了异常的情况下，W满足W 下的不等式的方式设定阔值Τ即可。
[0049]试4]
[0052] 在上述的实施方式中，构成为输出激光功率检测部170利用光检测器172接收自烙 接部118Α泄漏的泄漏光进行检测，禪合激光功率检测部140利用光检测器142接收自烙接部 150Α泄漏的泄漏光进行检测，但并不限定于此。例如，也可W通过光禪合器取出在光纤118 或者150传播的激光的一部分并利用光检测器172或者142进行检测，或者通过弯曲光纤118 或者150,使在光纤118或者150传播的激光的一部分从该弯曲部福射并利用光检测器172或 者142进行检测。
[0053] 另外，为了降低从光纤激光器装置100射出的禪合激光被加工物反射而返回来的 返回光的影响，优选将禪合激光功率检测部140的光检测器142配置在烙接部150Α的下游 侦U。或者，若将禪合激光功率检测部140配置在例如烙接部150Α的上游侧等能够接收返回光 的位置，则也能够在返回光为允许量W上时使光纤激光器装置100停止。即，在存在返回光 的情况下，在禪合激光功率检测部140得到的禪合激光功率比正常时的禪合激光功率增大 与返回光的功率相应的量。因此，如图5所示，设定比1大的值作为用于判定返回光在允许量 W上的阔值R，在禪合激光功率相对于合计激光功率之比在该阔值RW上的情况下，判定为 存在允许量W上的返回光，使光纤激光器装置100停止。
[0054] 在上述的实施方式中，在高反射FBG 111侧和低反射FBG 113侧双方设置激发光源 114Α、114Β和合束器116AU16B，而成为双向激发型光纤激光器装置，但也可W仅在高反射 FBG 111侧和低反射FBG 113侧中的任意一方设置激发光源和合束器。
[0055] W上对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方 式，当然可W在其技术思想的范围内W各种不同的方式实施。
[0056] 本发明能够合适地使用于将来自多个光纤激光器单元的激光光学地禪合并射出 的光纤激光器装置。
[0化7]附图标记说明
[0化引100…光纤激光器装置，110…光纤激光器单元，111···高反射FBG，112···放大用光 纤，112A...第一端部，112B...第二端部，113…低反射尸86，1144、1148...激发光源，116八、 116B···合束器，118…光纤，118A···烙接部，119…光谐振器，120…合束器，130…激光射出 部，140…禪合激光功率检测部，142…光检测器，144…禪合激光功率换算部，150…光纤， 150A…烙接部，160…异常检测部，162…合计部，164…比较部，166…存储部，168…判定部， 169···驱动控制部，170…输出激光功率检测部，172…光检测器，174…输出激光功率换算 部。
【主权项】
1. 一种光纤激光器装置，其特征在于，具备： 多个光纤激光器单元，它们具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供给 激发光的激发光源、以及使上述激光振荡的光谐振器； 合束器，其对从上述多个光纤激光器单元输出的输出激光进行光学耦合而生成耦合激 光； 激光射出部，其射出由上述合束器生成的耦合激光； 多个输出激光功率检测部，它们检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器 输出的输出激光的功率； 耦合激光功率检测部，其检测由上述合束器生成的耦合激光的功率；以及 异常检测部，其具有计算对由上述多个光纤激光器单元的输出激光功率检测部检测出 的输出激光的功率进行相加得到的合计激光功率的合计部、对由上述合计部计算出的合计 激光功率与由上述耦合激光功率检测部检测出的耦合激光的功率进行比较的比较部、以及 在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阈值T的情况下判断为上 述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常的判定部。2. 根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，上述规定的阈值T被设定为(U- 1 )/U， 上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于 上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。3. 根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，上述规定的阈 值T被设定为(U-n)/U， 上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于 上述规定的阈值T的情况下，判断为上述多个光纤激光器单元中η台产生了异常。4. 根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将上述输出激光功率检测部中的功率的检 测精度设为±α，将上述耦合激光功率检测部中的功率的检测精度设为±β，以满足下述的 不等式的方式设定上述规定的阈值Τ， 上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于 上述规定的阈值Τ的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的一台产生了异常， [式1] (1+α) · Τ<1_β5. 根据权利要求1所述的光纤激光器装置，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，将上述输出激 光功率检测部中的功率的检测精度设为±α，将上述耦合激光功率检测部中的功率的检测 精度设为±队以满足下述的不等式的方式设定上述规定的阈值Τ， 上述异常检测部的判定部在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于 上述规定的阈值T的情况下，判断为多个光纤激光器单元中的η台产生了异常， [式2] (1+α) · Τ<1_β6. 根据权利要求1~5中任意一项所述的光纤激光器装置，其特征在于， 上述异常检测部具备控制向上述多个光纤激光器单元的激发光源供给的电流而顺序 驱动上述多个光纤激光器单元中的至少一台光纤激光器单元的驱动控制部， 上述异常检测部的判定部基于由上述合计部计算出的合计激光功率与由上述耦合激 光功率检测部检测出的耦合激光的功率的差异，从由上述驱动控制部驱动的至少一台光纤 激光器单元中确定出产生了异常的光纤激光器单元。7. 根据权利要求1~6中任意一项所述的光纤激光器装置，其特征在于， 上述耦合激光功率检测部具有接收从设在将上述合束器与上述激光射出部连接起来 的光纤的熔接部泄漏的泄漏光、并被配置在该熔接部的下游侧的光检测器。8. -种光纤激光器装置的异常检测方法，是对射出利用合束器对从多个光纤激光器单 元输出的输出激光进行光学耦合所得到的耦合激光的光纤激光器装置中的异常进行检测 的方法，上述多个光纤激光器单元具有能够放大激光的放大用光纤、向上述放大用光纤供 给激发光的激发光源、以及使上述激光振荡的光谐振器，该光纤激光器装置的异常检测方 法的特征在于， 检测从上述多个光纤激光器单元各自的上述光谐振器输出的输出激光的功率， 检测上述合束器的下游侧的上述耦合激光的功率， 对上述检测出的来自上述多个光纤激光器单元的输出激光的功率进行相加来计算合 计激光功率， 对上述合计激光功率与上述检测出的耦合激光的功率进行比较， 在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于规定的阈值Τ的情况下，判 断为上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常。9. 根据权利要求8所述的光纤激光器装置的异常检测方法，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，上述规定的阈值Τ被设定为(U- 1 )/U， 在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况 下，判断为上述多个光纤激光器单元中的一台产生了异常。10. 根据权利要求8所述的光纤激光器装置的异常检测方法，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，上述规定的阈 值T被设定为(U-n)/U， 在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况 下，判断为上述多个光纤激光器单元中的η台产生了异常。11. 根据权利要求8所述的光纤激光器装置的异常检测方法，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将检测上述输出激光的功率时的检测精度 设为±α，将检测上述耦合激光的功率时的检测精度设为±β，以满足下述的不等式的方式 设定上述规定的阈值Τ， 在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值T的情况 下，判断为上述多个光纤激光器单元中的一台产生了异常， [式3] (1+α) · Τ<1_β12. 根据权利要求8所述的光纤激光器装置的异常检测方法，其特征在于， 将上述多个光纤激光器单元的台数设为U，将1以上U以下的整数设为n，将检测上述输 出激光的功率时的检测精度设为±α，将检测上述耦合激光的功率时的检测精度设为±β， 以满足下述的不等式的方式设定上述规定的阈值Τ， 在上述耦合激光的功率相对于上述合计激光功率之比小于上述规定的阈值Τ的情况 下，判断为上述多个光纤激光器单元中的η台产生了异常， [式4] (1+α) · Τ<1_β13. 根据权利要求8~12中任意一项所述的光纤激光器装置的异常检测方法，其特征在 于， 在判断为上述多个光纤激光器单元中的至少一台产生了异常的情况下，控制向上述多 个光纤激光器单元的激发光源供给的电流而顺序驱动上述多个光纤激光器单元中的至少 一台光纤激光器单元， 基于上述合计激光功率与上述耦合激光的功率的差异，从上述驱动的至少一台光纤激 光器单元中确定出产生了异常的光纤激光器单元。14. 根据权利要求8~13中任意一项所述的光纤激光器装置的异常检测方法，其特征在 于， 通过在熔接部的下游侧接收从该熔接部泄漏的泄漏光来进行上述耦合激光的功率的 检测，上述熔接部设在上述合束器的下游侧。
【文档编号】H01S3/00GK106063055SQ201480076300
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年10月22日
【发明人】松冈祐司
【申请人】株式会社藤仓