本發(fā)明涉及光纖激光裝置以及放大用線圈的制造方法。

本申請基于2015年2月12日在日本提出的特愿2015－025184號主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

在近年的光纖激光裝置中，通過激勵用半導(dǎo)體激光的高亮度化或放大用雙包層光纖的工業(yè)化，能夠?qū)崿F(xiàn)超過1kW的輸出光功率。這種高輸出光纖激光以往能夠應(yīng)用于主要使用了二氧化碳激光的材料加工的領(lǐng)域。光纖激光與二氧化碳激光相比，光束質(zhì)量以及聚光性優(yōu)異。因此，高輸出光纖激光具有如下優(yōu)點：由于能夠縮短加工時間，所以生產(chǎn)率提高，由于即使在低功率下也能實現(xiàn)與高功率同等的加工特性，所以可謀求節(jié)能化等。并且還具有如下優(yōu)點：由于不需要空間光學(xué)部件，所以沒有耐久性、光學(xué)部件的對準(zhǔn)等問題，不需要維護(hù)等。

設(shè)想在放大用光纖采用了具有第一包層(內(nèi)包層)與第二包層(外包層)的雙包層光纖的情況。

若第一包層的剖面形狀例如為正六邊形等具有旋轉(zhuǎn)對稱性的形狀，則在第一包層內(nèi)傳播的光在第一包層與第二包層的界面，以一定的角度一邊進(jìn)行全反射一邊以螺旋狀行進(jìn)。這樣，對于一旦偏離纖芯的激勵光而言，其相對于界面的射入角(反射角)不會產(chǎn)生變化，而在第一包層內(nèi)行進(jìn)。因此，該激勵光不論反射多少次，都不會到達(dá)纖芯。因此，實際上作為激勵光而起作用的光只不過是射入放大用光纖的光的一部分，存在激勵光的利用效率低的問題。

為了解決該問題，下述的專利文獻(xiàn)1公開了一種光放大器，其具備雙包層光纖，在該雙包層光纖中，第一包層具有兩個以上的直線狀的反射面，反射面相對于纖芯的朝向在光傳播方向的任意的位置不同。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-13346號公報

在專利文獻(xiàn)1記載有如下內(nèi)容：為了得到反射面的朝向在光傳播方向的任意的位置不同的雙包層光纖，例如，在扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下將雙包層光纖固定于系統(tǒng)即可。然而，例如利用固定用夾具等將扭轉(zhuǎn)狀態(tài)下的光纖固定于裝置的一部分，進(jìn)而維持光纖扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)較為困難。另外，將光纖卷繞為螺旋狀后，在固定于裝置的前階段，暫時卷繞的光纖會產(chǎn)生散開等不良情況。因此，存在利用線圈單體進(jìn)行的操作較困難的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方式是為了解決上述的課題而完成的，其目的之一在于提供一種光纖激光裝置，其具備能夠充分維持光纖扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)且操作較為容易的放大用線圈。另外，本發(fā)明的一個方式的目的之一在于提供一種容易地制造能夠充分維持光纖扭轉(zhuǎn)狀態(tài)且操作較為容易的放大用線圈的方法。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光纖激光裝置具備：激勵用光源，其射出激勵光；放大用光纖，其包括纖芯與非圓形包層，通過吸收上述激勵光而輸出激光；放大用線圈，其具有卷繞有上述放大用光纖的構(gòu)成；第一反射部，其設(shè)置于上述放大用線圈的射入側(cè)，構(gòu)成為使得上述激光朝向上述放大用線圈反射；以及第二反射部，其設(shè)置于上述放大用線圈的射出側(cè)，具有比上述第一反射部的反射率低的反射率，構(gòu)成為使得上述激光朝向上述放大用線圈反射，在上述放大用線圈中，上述放大用光纖在以上述放大用光纖的中心軸為中心沿上述放大用光纖的周向扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下卷繞，卷繞后的上述放大用光纖被固定而形成為一體。

在上述實施方式的光纖激光裝置中，由于放大用光纖在以放大用光纖的中心軸為中心沿周向扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下卷繞，卷繞后的放大用光纖被固定而形成為一體，所以能夠充分地維持光纖扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由此，能夠提高激勵光的利用效率，增加輸出光量。另外，利用放大用線圈單體進(jìn)行的操作變得容易。

在上述放大用線圈中，也可以在相鄰的上述放大用光纖之間填充樹脂。

根據(jù)該構(gòu)成，無需使用其他的固定用部件，能夠利用樹脂將被卷繞的放大用光纖相互固定而形成為一體。

也可以還具備對上述放大用線圈進(jìn)行冷卻的冷卻用部件。

根據(jù)該構(gòu)成，在使放大用線圈接觸冷卻用部件，對放大用線圈進(jìn)行冷卻的情況下，例如，通過利用樹脂使放大用線圈的表面平坦化，從而放大用線圈與冷卻用部件的接觸面積增加。由此，能夠提高放大用線圈的冷卻效率。

也可以構(gòu)成為，上述放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量隨著從上述第一反射部側(cè)趨向上述第二反射部側(cè)而增大。

在本說明書中，將“放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量”定義為“放大用光纖的每單位長度的放大用光纖的旋轉(zhuǎn)數(shù)”。

通常，在放大用光纖中，激勵光主要在輸入側(cè)(第一反射部側(cè))被纖芯吸收，隨著趨向輸出側(cè)(第二反射部側(cè))，偏斜光成分變多。關(guān)于這一點，根據(jù)上述的構(gòu)成，由于放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量隨著從第一反射部側(cè)趨向第二反射部一側(cè)而增大，所以偏斜光成分易于被輸出側(cè)的纖芯吸收。由此，既能夠抑制局部的發(fā)熱，又能夠抑制放大用光纖的光束質(zhì)量的降低，并且能夠提高激勵光的利用效率。

也可以構(gòu)成為，上述放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量為3圈/m以下。

根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)⒆鳛楣馐|(zhì)量的指標(biāo)之一的M²的上升量抑制為0.01以下。該依據(jù)在后文敘述。

本發(fā)明的第二實施方式所涉及的放大用線圈的制造方法具備以下步驟：一邊使放大用光纖的一部分下降到基臺的一面上一邊將上述放大用光纖卷繞為螺旋狀；通過在相鄰的上述放大用光纖之間填充樹脂，將上述放大用光纖相互固定。

根據(jù)該構(gòu)成，若一邊使放大用光纖的一部分下降到基臺上一邊將放大用光纖卷繞為螺旋狀，則放大用光纖自然地成為扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。之后，利用樹脂將被卷繞的放大用光纖相互固定而形成為一體。由此，能夠容易地制造放大用線圈。

本發(fā)明的第三實施方式所涉及的放大用線圈的制造方法具備以下步驟：通過將從筒管拉出的上述放大用光纖卷繞于旋轉(zhuǎn)夾具，將上述放大用光纖卷繞為螺旋狀；通過在相鄰的上述放大用光纖之間填充樹脂，將上述放大用光纖相互固定，在將上述放大用光纖卷繞為螺旋狀時，將上述筒管的旋轉(zhuǎn)軸與上述旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)軸非平行地配置。

根據(jù)該構(gòu)成，在將筒管的旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)軸非平行地配置的狀態(tài)下，若將從筒管拉出的放大用光纖卷繞于旋轉(zhuǎn)夾具，則放大用光纖成為扭轉(zhuǎn)狀態(tài)。之后，利用樹脂將被卷繞的放大用光纖相互固定而形成為一體。由此，能夠容易地制造放大用線圈。

根據(jù)上述實施方式，能夠提供一種光纖激光裝置，其具備能夠充分地維持放大用光纖扭轉(zhuǎn)狀態(tài)且操作較為容易的放大用線圈。根據(jù)上述實施方式，能夠提供一種能夠容易地制造可充分地維持放大用光纖扭轉(zhuǎn)狀態(tài)且操作較為容易的放大用線圈的方法。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實施方式的光纖激光裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。

圖2是構(gòu)成光纖激光裝置的光學(xué)諧振腔的俯視圖。

圖3是構(gòu)成光學(xué)諧振腔的放大用線圈的剖視圖。

圖4是構(gòu)成放大用線圈的放大用光纖的剖視圖。

圖5A是表示第一實施方式的放大用線圈的制造方法的工序圖。

圖5B是表示第一實施方式的放大用線圈的制造方法的工序圖。

圖5C是表示第一實施方式的放大用線圈的制造方法的工序圖。

圖5D是表示第一實施方式的放大用線圈的制造方法的工序圖。

圖5E是表示第一實施方式的放大用線圈的制造方法的工序圖。

圖6是用于對放大用線圈的作用進(jìn)行說明的圖。

圖7是表示放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量與M²增加量的關(guān)系的圖。

圖8是表示第二實施方式的放大用線圈的制造方法所使用的線圈自動卷繞裝置的立體圖。

圖9是表示放大用線圈的變形例的剖視圖。

具體實施方式

[第一實施方式]

以下，使用圖1～圖7對本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光纖激光裝置進(jìn)行說明。

本實施方式所涉及的光纖激光裝置具備放大用線圈，上述放大用線圈構(gòu)成為卷繞有包括纖芯與多邊形包層的放大用光纖。

本實施方式所涉及的光纖激光裝置，例如也可以用于激光加工等用途。但是，用途并不局限于激光加工。

圖1是本實施方式的光纖激光裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。

在以下的各附圖中，為了易于觀察各構(gòu)成要素，存在根據(jù)構(gòu)成要素，使尺寸的比例尺不同而進(jìn)行表示的情況。

[光纖激光裝置的構(gòu)成]

如圖1所示，光纖激光裝置1具備激勵用光源2、合光器3、光學(xué)諧振腔4、輸入側(cè)光纖5以及輸出側(cè)光纖6。光學(xué)諧振腔4具備由放大用光纖25構(gòu)成的放大用線圈21、第一反射部22以及第二反射部23。放大用光纖25的一端連接有輸入側(cè)光纖5，放大用光纖25的另一端連接有輸出側(cè)光纖6。第一反射部22設(shè)置于輸入側(cè)光纖5，第二反射部23設(shè)置于輸出側(cè)光纖6。

激勵用光源2由多個激光二極管11構(gòu)成，射出激勵光。作為激光二極管11，例如使用以GaAs類半導(dǎo)體為材料的法布里珀羅型半導(dǎo)體激光。激光二極管11連接于光纖12，從激光二極管11射出的激勵光例如作為多模光而在光纖12中傳播。合光器3對從多個激光二極管11射出的多個激勵光進(jìn)行結(jié)合，生成一個激勵光。

[光學(xué)諧振腔的構(gòu)成]

圖2是構(gòu)成光纖激光裝置1的光學(xué)諧振腔4的俯視圖。

如圖2所示，光學(xué)諧振腔4具備放大用線圈21、第一反射部22、第二反射部23以及水冷板24。放大用線圈21具有卷繞有放大用光纖25的構(gòu)成。本實施方式的放大用光纖25由包括傳播激光的纖芯與傳播激勵光的非圓形包層，并且具有雙層包層的雙包層光纖構(gòu)成。

第一反射部22設(shè)置于連接在放大用線圈21的輸入側(cè)光纖5的一部分。輸入側(cè)光纖5連接于放大用線圈21的外側(cè)端部。第一反射部22使在放大用光纖25中傳播的激光反射。第二反射部23設(shè)置于連接在放大用線圈21的輸出側(cè)光纖6的一部分。

輸出側(cè)光纖6連接于放大用線圈21的內(nèi)側(cè)端部。第二反射部23使在放大用光纖25中傳播的激光的一部分反射。激光在第一反射部22與第二反射部23之間諧振，并且被放大。

第一反射部22以及第二反射部23由光纖布拉格光柵(FBG：Fiber Bragg Grating)構(gòu)成。FBG是形成折射率沿纖芯的長邊方向(光傳播方向)周期性地變化的部位(光柵)的反射器。由此，F(xiàn)BG只使與光柵周期相對應(yīng)的特定的波長的光反射。第二反射部23的反射率低于第一反射部22的反射率。作為具體的反射率的一個例子，第一反射部22的反射率優(yōu)選為90％以上，更加優(yōu)選為99％以上。例如第二反射部23的反射率優(yōu)選為5～50％，更加優(yōu)選為5～10％。

水冷板24具有用于使冷卻水在內(nèi)部流動的流路(圖示省略)，通過向流路內(nèi)導(dǎo)入冷卻水，從而水冷板24自身被冷卻。放大用線圈21、第一反射部22以及第二反射部23以與水冷板24的表面接觸的方式而被安裝，并通過水冷板24被冷卻。此外，在水冷板24也安裝有例如激光二極管11(在圖2中省略圖示)等部件，這些部件也通過水冷板24被冷卻。

本實施方式的水冷板24有時也稱作冷卻用部件。

從激勵用光源2射出的激勵光經(jīng)由輸入側(cè)光纖5射入放大用光纖25，被放大用光纖25的纖芯吸收。由此，從放大用光纖25的纖芯輸出激光，通過在包括放大用線圈21的第一反射部22與第二反射部23之間進(jìn)行諧振，從而將激光放大。被放大用線圈21放大后的激光經(jīng)由輸出側(cè)光纖6而被射出。

[放大用線圈的構(gòu)成]

圖3是構(gòu)成光學(xué)諧振腔13的放大用線圈21的剖視圖。

如圖3所示，放大用線圈21具有以平面狀卷繞有放大用光纖25的構(gòu)成。即，放大用線圈21由一層放大用光纖25構(gòu)成。放大用光纖25并不在與放大用線圈21的徑向垂直的方向?qū)盈B多層。因此，構(gòu)成放大用線圈21的放大用光纖25遍及長度方向的全長地與水冷板24接觸。

相鄰的放大用光纖25之間填充有樹脂26。在圖3中，雖然對相鄰的放大用光纖25相互接觸的構(gòu)成進(jìn)行了圖示，但是也可以代替該構(gòu)成，在相鄰放大用光纖25之間存在縫隙。作為樹脂，例如可使用紫外線固化型的樹脂、硅酮橡膠類的樹脂等。通過在相鄰的放大用光纖25之間填充有樹脂26，從而被卷繞的放大用光纖25彼此被相互固定，并一體化形成。如這樣一體化形成的放大用光纖25構(gòu)成放大用線圈21。如圖2所示，在俯視放大用線圈21時，樹脂26遍及放大用線圈21的整周而設(shè)置。

圖4是構(gòu)成放大用線圈21的放大用光纖25的剖視圖。

放大用光纖25由雙包層光纖構(gòu)成，上述雙包層光纖具有纖芯28、覆蓋纖芯28的外側(cè)的第一包層29以及覆蓋第一包層29的外側(cè)的第二包層30。第一包層29是與放大用光纖25的中心軸垂直的剖面形狀為正七邊形的多邊形包層(非圓形包層)。

放大用光纖25在添加有稀土類元素的纖芯28的外側(cè)以同心圓狀設(shè)置有第一包層29，在第一包層29的外側(cè)設(shè)置有剖面形狀形成為正七邊形的第二包層30。另外，也可以在第二包層30的外側(cè)設(shè)置有保護(hù)覆蓋層(圖示省略)。在纖芯28，除了提高折射率的添加劑之外，還添加有稀土類元素。也存在在纖芯28的整體添加稀土類元素的情況，也存在在纖芯28的一部分添加稀土類元素的情況。并且，也存在除了纖芯28，還在第一包層29的一部分添加稀土類元素的情況。通過將纖芯28的折射率提高為大于第一包層29的折射率，從而利用纖芯28與第一包層29構(gòu)成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。振蕩了的激光通過波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行波導(dǎo)。作為提高折射率的添加劑，可列舉Ge、Al、P等。另外，也可以進(jìn)行這些元素的共同添加，或共同添加這些元素與F、B等。

根據(jù)激勵波長、放大波長、振蕩波長來決定添加于纖芯28的稀土類元素。例如為了得到材料加工所使用的1060nm的波長的光而使用Yb。另外，也可以添加Tm、Bi、Cr、Ce、Nd、Eu等。另外，為了避免向上變換，或為了得到共同添加敏化作用，也可以不僅添加單獨的稀土類元素，而且共同添加多個稀土類元素。相同地，作為折射率控制用的添加劑，Ge、Al、P、F、B等以及它們的共同添加是常見的。另外，作為折射率控制用的摻雜劑，也可以使用Ti、Bi、Cl等。另外，也可以同時添加稀土類元素的分散劑。作為分散劑，除了上述之外，也可列舉Cr、Ga、ln、As、Sb等。

纖芯28的折射率分布在通常情況下具有一定的折射率，經(jīng)常被稱為階梯型。然而，根據(jù)對于由纖芯28的折射率分布而決定的纖芯28的光學(xué)特性的要求，也可以采用雙重型、扇形芯型、環(huán)型等各種折射率分布。在本實施方式中，雖然例示了纖芯28、第一包層29以及第二包層30由硅玻璃類材料構(gòu)成的光纖，但是本發(fā)明并不局限于此。

本實施方式的放大用光纖25由于第一包層29的外形，即第一包層29與第二包層30的邊界的形狀為非雙重軸對稱的正七邊形，所以不會在包層中進(jìn)行波導(dǎo)而到達(dá)纖芯，能夠抑制不作為激勵光而起作用的光，即所謂的偏斜光。然而，僅靠將第一包層29的剖面形狀設(shè)置為多邊形，依然會留有偏斜光，存在無法進(jìn)一步提高激勵光的利用效率的擔(dān)憂。因此，為了進(jìn)一步減少偏斜光，進(jìn)一步提高激勵光的利用效率，在本實施方式中，放大用光纖25在以放大用光纖25的中心軸為中心沿周向扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)下卷繞。

放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量也可以遍及放大用線圈21的全長而為恒定?；蛘?，放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量也可以隨著從第一反射部22側(cè)朝向第二反射部23側(cè)而增大。另外，放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量優(yōu)選為3圈/m以下。

[放大用線圈的制造方法]

以下，使用圖5A～5E對上述構(gòu)成的放大用線圈21的制造方法的一個例子進(jìn)行說明。

如圖5A所示，準(zhǔn)備一面具有圓形的凹部32h的基臺32。利用任意的夾具或裝置(圖示省略)支承放大用光纖25，使放大用光纖25的一端位于基臺32的凹部32h的上方。在該狀態(tài)下，使放大用光纖25的一端下降到凹部32h的底面上。隨后，將由夾具等支承的放大用光纖25的位置設(shè)置成始終位于凹部32h的大致中心的鉛垂方向的上方。

若使放大用光纖25進(jìn)一步下降，則如圖5B所示，在放大用光纖25的前端25s與凹部32h的底面接觸后，向凹部32h的外側(cè)移動。

若使放大用光纖25進(jìn)一步下降，則如圖5C所示，放大用光纖25的前端25s沿著凹部32h的側(cè)壁移動，放大用光纖25卷繞為圓形。

若使放大用光纖25進(jìn)一步下降，則如圖5D所示，放大用光纖25的卷繞從第1周進(jìn)入2周。此時，放大用光纖25的前端25s與最外的第1周的放大用光纖25碰撞。然而，由于從凹部32h的上方垂下的放大用光纖25有弧度地彎曲，所以放大用光纖25的前端25s進(jìn)入最外的第1周的放大用光纖25的內(nèi)側(cè)，成為第2周。通過持續(xù)進(jìn)行該動作，從而將放大用光纖25卷繞為螺旋狀。這樣，放大用光纖25成為以中心軸為中心自行沿圓周方向扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

之后，為了保持放大用光纖25被卷繞并且沿周向扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)，也可以使用膠帶等對放大用光纖25進(jìn)行暫時固定。

接下來，如圖5E所示，從卷繞為螺旋狀的放大用光纖25的上方涂覆液狀的樹脂26，在相鄰的放大用光纖之間填充樹脂26。例如在使用了紫外線固化樹脂的情況下，在涂覆了樹脂26后，通過向樹脂26照射紫外線，從而使樹脂26固化。由此，將卷繞的放大用光纖25相互固定而成為一體。

通過以上的工序，完成本實施方式的放大用線圈21。

圖6是用于對本實施方式的放大用線圈21的作用進(jìn)行說明的圖，表示激勵光在放大用線圈21的三個不同的位置上行進(jìn)的情況。

假如放大用光纖沒有被扭轉(zhuǎn)，則偏斜光相對于第一包層與第二包層的表面的射入角(反射角)不會發(fā)生變化，而在第一包層內(nèi)行進(jìn)。因此，偏斜光無論行進(jìn)到哪里，都保持為偏斜光。

與此相對，在本實施方式中，由于放大用光纖25被扭轉(zhuǎn)，所以作為第一包層29的外形形狀的正七邊形的朝向根據(jù)放大用光纖25的位置而不同。因此，如圖6所示，偏斜光L的射入角θ1、θ2、θ3(反射角)根據(jù)位置有所變化。即，θ1≠θ2≠θ3。因該射入角以及反射角的變化，從而偏斜光L在進(jìn)入第一包層29內(nèi)的過程中通過纖芯28，作為激勵光而起作用。由此，能夠提高激勵光的利用效率，能夠提高輸出光的功率。

并且，在本實施方式的情況下，如圖3所示，通過在相鄰的放大用光纖25之間埋入樹脂26，從而使放大用線圈21的表面平坦化。由此，與在相鄰的放大用光纖之間沒有埋入樹脂的情況相比，放大用線圈21與水冷板24的接觸面積增加。其結(jié)果，在激光振蕩時溫度易于上升的放大用線圈21被充分冷卻，能夠抑制由溫度漂移引起的特性變動。這樣，根據(jù)本實施方式的放大用線圈21，通過利用樹脂26使放大用光纖25一體化形成，從而放大用光纖25不會散開，操作變得容易，除此之外在特性方面也很優(yōu)異。

另外，并非放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量多就好，若放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量過多，則反而會產(chǎn)生光束質(zhì)量降低的問題。關(guān)于這一點，在本實施方式中，通過將放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量限制為3圈/m以下，從而能夠抑制光束質(zhì)量的劣化，具體而言能夠抑制M²值的上升。M²值是定量地表示從高斯光束的偏離的指標(biāo)，表示能夠?qū)⒐馐s小至衍射極限的多少倍。

本發(fā)明人調(diào)查了放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量與M²值的變化的關(guān)系。其結(jié)果在以下表示。

圖7是表示放大用光纖的扭轉(zhuǎn)量與M²增加量的關(guān)系的圖。圖7的橫軸是放大用光纖每1m的扭轉(zhuǎn)量(與放大用光纖的中心軸垂直的剖面的圓周方向的旋轉(zhuǎn)數(shù))，圖7的縱軸是相對于放大用光纖未扭轉(zhuǎn)時的M²值的M²增加量。

如圖7所示，隨著放大用光纖每1m的扭轉(zhuǎn)量增多，M²增加量體現(xiàn)出急劇增加的趨勢。根據(jù)該曲線圖，若放大用光纖每1m的扭轉(zhuǎn)量為3圈以下，則M²增加量成為0.01以下。由于M²值的理想值為1，所以若M²增加量為0.01以下，則作為相對于理想值的比例，M²值的增加量成為1％以下，作為光束質(zhì)量能夠判斷為穩(wěn)定。

如上所述，放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量并非為恒定的，放大用光纖25的靠近第二反射部23的部位的扭轉(zhuǎn)量也可以大于放大用光纖25的靠近第一反射部22的部位的扭轉(zhuǎn)量。即，放大用光纖25的輸出側(cè)的扭轉(zhuǎn)量也可以大于放大用光纖25的輸入側(cè)的扭轉(zhuǎn)量。通常情況下，在放大用光纖中，激勵光主要在輸入側(cè)(第一反射部側(cè))被纖芯大量吸收，存在隨著趨向輸出側(cè)(第二反射部側(cè))而產(chǎn)生大量的偏斜光成分的趨勢。關(guān)于這一點，根據(jù)上述的構(gòu)成，由于放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量隨著從第一反射部22側(cè)朝向第二反射部23側(cè)而增大，所以偏斜光成分易于被輸出側(cè)的纖芯吸收。由此，既能夠抑制局部的發(fā)熱，又能夠抑制放大用光纖25的光束質(zhì)量的降低，并且能夠提高激勵光的利用效率。

[第二實施方式]

以下，使用圖8對本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光纖激光裝置進(jìn)行說明。

第二實施方式所涉及的光纖激光裝置的構(gòu)成與第一實施方式的光纖激光裝置相同，放大用線圈的制造方法與第一實施方式不同。因此，以下對本實施方式所涉及的放大用線圈的制造方法進(jìn)行說明。

圖8是表示本實施方式的放大用線圈的制造方法所使用的線圈自動卷繞裝置的立體圖。

在圖8中，將排列有筒管與旋轉(zhuǎn)夾具的方向作為x軸方向，將與筒管和旋轉(zhuǎn)夾具的排列方向正交的方向作為y軸方向，將線圈自動卷繞裝置的高度方向(垂直方向)作為z軸方向。

如圖8所示，線圈自動卷繞裝置41具備基臺42、筒管43、旋轉(zhuǎn)夾具44、第一光纖引導(dǎo)輥45以及第二光纖引導(dǎo)輥46。

基臺42對筒管43、旋轉(zhuǎn)夾具44、第一光纖引導(dǎo)輥45以及第二光纖引導(dǎo)輥46等部件進(jìn)行支承。在筒管43卷繞有制作放大用線圈21前的放大用光纖25。旋轉(zhuǎn)夾具44用于對從筒管43拉出的放大用光纖25進(jìn)行卷繞，從而制作放大用線圈21。第一光纖引導(dǎo)輥45以及第二光纖引導(dǎo)輥46在筒管43與旋轉(zhuǎn)夾具44之間支承放大用光纖25。

筒管43與旋轉(zhuǎn)夾具44構(gòu)成為借助馬達(dá)等驅(qū)動源(圖示省略)而自動地旋轉(zhuǎn)。另外，筒管43的旋轉(zhuǎn)軸Cb與旋轉(zhuǎn)夾具44的旋轉(zhuǎn)軸Cj在與這兩條旋轉(zhuǎn)軸Cb、Cj的排列方向正交的平面內(nèi)(yz平面內(nèi))處于扭轉(zhuǎn)的位置關(guān)系，且非平行地配置。

首先，將卷繞有放大用光纖25的筒管43設(shè)置于線圈自動卷繞裝置41。

接下來，拉出放大用光纖25的前端，經(jīng)由第一光纖引導(dǎo)輥45以及第二光纖引導(dǎo)輥46連接于旋轉(zhuǎn)夾具44。

接下來，將線圈自動卷繞裝置41的電源開關(guān)接通。由此，筒管43與旋轉(zhuǎn)夾具44自動地旋轉(zhuǎn)，放大用光纖25從旋轉(zhuǎn)夾具44的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)卷繞。此時，由于筒管43的旋轉(zhuǎn)軸Cb與旋轉(zhuǎn)夾具44的旋轉(zhuǎn)軸Cj處于扭轉(zhuǎn)的位置關(guān)系，所以放大用光纖25以自身的中心軸為中心沿周向扭轉(zhuǎn)并卷繞于旋轉(zhuǎn)夾具44。

接下來，為了保持放大用光纖25被扭轉(zhuǎn)且被卷繞的狀態(tài)，使用膠帶對放大用光纖25彼此進(jìn)行暫時固定。

接下來，從被卷繞的狀態(tài)的放大用光纖25取下旋轉(zhuǎn)夾具44。

接下來，在被卷繞的放大用光纖25涂覆硅酮橡膠系的樹脂，在相鄰的放大用光纖25之間填充樹脂。在涂覆了樹脂后，放置規(guī)定時間而使樹脂固化。由此，將卷繞的放大用光纖25相互固定，使之成為一體。

通過以上的工序，完成放大用線圈21。

在本實施方式中，能夠得到與第一實施方式相同的效果，即能夠提供一種具備操作容易，并且特性優(yōu)異的放大用線圈的光纖激光裝置。并且本實施方式的情況下，由于使用線圈自動卷繞裝置41制作放大用線圈21，所以可得到能夠通過調(diào)整筒管43的旋轉(zhuǎn)軸Cb與旋轉(zhuǎn)夾具44的旋轉(zhuǎn)軸Cj的扭轉(zhuǎn)角，來對放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量進(jìn)行控制的效果。例如，能夠制作若使筒管43的旋轉(zhuǎn)軸Cb與旋轉(zhuǎn)夾具44的旋轉(zhuǎn)軸Cj的扭轉(zhuǎn)角從卷繞開始時緩緩變大，則放大用光纖25的扭轉(zhuǎn)量從內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)緩緩變大的線圈。在這種情況下，只要將線圈的內(nèi)側(cè)連接于第一反射部側(cè)(輸入側(cè))，將線圈的外側(cè)連接于第二反射部側(cè)(輸出側(cè))即可。

此外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于上述實施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，加入各種變更。

例如，在上述實施方式中，示出了由卷繞為平面狀的一層放大用光纖構(gòu)成的放大用線圈的例子。也可以代替該構(gòu)成，使用雖然線圈的散熱性惡劣，但例如圖9所示地在與徑向垂直的方向?qū)盈B有多層放大用光纖25的放大用線圈51。

在上述實施方式中，示出了樹脂遍及放大用線圈的整周而設(shè)置的構(gòu)成的一個例子。代替該構(gòu)成，樹脂也可以不一定遍及放大用線圈的整周而設(shè)置，也可以僅設(shè)置于將放大用線圈沿周向分割的一部分的區(qū)域。該構(gòu)成例如能夠通過如下工序來實現(xiàn)，即利用膠帶對被卷繞的放大用光纖進(jìn)行暫時固定，在被膠帶覆蓋的區(qū)域以外的區(qū)域涂覆樹脂并使之固化后，剝離膠帶。

另外，在上述實施方式中，雖然列舉了使用樹脂將相鄰的放大用光纖相互固定并一體化形成的例子，但是也可以代替該構(gòu)成，例如使用設(shè)置有螺旋狀的槽的夾具，通過在夾具的槽嵌入放大用光纖，從而固定放大用光纖并使其形成為一體。即，相鄰的放大用光纖也可以經(jīng)由其他的部件而被固定，放大用光纖彼此也可以不一定相互固定而一體化形成。

另外，與光纖激光裝置的各構(gòu)成要素的形狀、尺寸、配置、材料等相關(guān)的具體的記載并不局限于上述實施方式，能夠適當(dāng)?shù)刈兏?/p>

本發(fā)明能夠用于例如材料加工等所使用的光纖激光裝置以及放大用線圈的制造方法。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1：光纖激光裝置；11：激勵用激光二極管(激勵用光源)；13：光學(xué)諧振腔；21、51：放大用線圈；22：第一反射部；23：第二反射部；24：水冷板(冷卻用部件)；25：放大用光纖；26：樹脂；28：纖芯；29：第一包層；30：第二包層；41：線圈自動卷繞裝置；43：筒管；44：旋轉(zhuǎn)夾具。