JPH04136809A - レーザー光の分岐装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザー光の分岐装置に係り、特にレーザー出
力器から出力されるレーザー光を任意本数のレーザー光
に略同出力で分岐させて出力させるレーザー光の分岐装
置に関する。

［従来の技術］ レーザー出力器であるレーザー発振器から出力される、
例えば１本のレーザー光を光ファイバーを介して伝搬さ
せて、所要の複数本数に分岐させて作業部位に伝搬させ
ることにより、装置全体の小型化並びに低コスト化を図
ることが、光通信の伝送領域、レーザー加工機、レーザ
ーメスなどの医療機器において近年実施されつつある。

このように１本のレーザー光を、所要の複数本数に分岐
させるために、従来は分岐された複数の光ファイバーの
レーザー光の入射部の近辺にフィルターを夫々設け、こ
のフィルターの透過率を適宜設定して、光ファイバーか
らの出力調整を行ない同一出力を得るように構成されて
いる。このように構成することで、分岐されたレーザー
光を前回時に使用する限りにおいては光ファイバーのフ
ィルターにより適宜出力調整されているので、路間−の
出力が得られるようになり特に問題にはならないが、分
岐された光ファイバーの一部を使用する場合においては
、レーザー発振装置からのレーザー光の総和は一定であ
るにもかかわらず、未使用の光ファイバーに対してレー
ザー光を反射させるだめのミラーが一時的に光路から退
避位置に移動される結果、分岐された光ファイバーから
の出力値の変動が発生する。そして、出力値の変動を防
止するためには、光路途中に所定の透過率を有するフィ
ルターを分岐数に応じて一々挿入するなどして出力調整
を行なう一方、これにともない光軸調整もしなければな
らず作業が非常に煩雑化する。以上の不具合点に鑑みて
、本願出願人は特願平２−２０７５９４号の「レーザー
光の分岐装置」を提案して不具合点を解決している。

［本発明が解決しようとする課題］ しかしながら、本願出願人の提案の「レーザー光の分岐
装置Ｊに基づいて装置試作後に試運転したところ以下の
問題点が明かになった。つまり、高出力のレーザー光出
力器から発射されるレーザー光を連続的に出力させた状
態で、所定個数のミラー、フィルターを駆動させていた
結果、駆動途中のミラー、フィルターに対して高出力の
レーザー光が乱反射される結果、乱反射された高出力の
レーザー光が周囲に散乱して、周囲の構成部品を損傷さ
せる等、散乱レーザー光による被害が発生する。しかし
ならが、ミラー、フィルターを所定位置にセットした後
は、本願出願人の提案の「レーザー光の分岐装置」にお
いて高出力のレーザー光出力器から発射されるレーザー
光は略同出力で所望の分岐数に分岐できることを実験で
確認できた。

したがって、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、高出力のレーザー
光を所定の分岐数に略同出力で分岐させる際に、分岐を
させるミラー、フィルターの駆動時においてレーザー光
の乱反射を防止して、周囲の構成部品を損傷させる等の
被害を防止することにある。

［課題を解決するための手段］及び［作用］上述の問題
点を解決し課題を達成するために本発明のレーザー光の
分岐装置は、レーザー光を略同出力で複数に分岐させる
レーザー光の分岐装置であって、光路途中に配設される
とともに、前記レーザー光を遮断させる遮断位置と通過
させる通過位置とに駆動される遮断手段と、前記光路途
中に配設されるとともに、前記レーザー光を反射させる
反射位置と反射させない待機位置とに駆動され、かつ所
定の反射率を各々有する複数のミラーと、前記光路端に
配設される固定ミラーと、前記ミラー間と、前記固定ミ
ラー間とに配設されるとともに、前記レーザー光の透過
を行なう透過位置と透過を行なわない待機位置とに駆動
され、かつ所定の透過率を各々有するフィルターと、分
岐数を設定する設定手段と、前記遮断手段と前記ミラー
と前記フィルターを駆動制御する制御手段とを具備する
構成であり、分岐数を設定する設定手段によりレーザー
光の分岐数の設定がなされると、遮断手段がレーザー光
を遮断させる遮断位置に駆動される。続いて分岐数に応
じてミラーとフィルターを所定駆動制御し、反射位置と
透過位置にする。その後、遮断手段を通過位置に再駆動
して、レーザー光を以降連続的に分岐照射するように働
く。

［実施例］ 以下に本発明の好適な実施例に付いて図面参照の上で説
明する。第１図は一実施例のレーザー光の分岐装置の概
略構成説明図であり、１台のレーザー発振器１からのレ
ーザー光２を最大５本に分岐させる場合を示しているが
、レーザー発振器１を２台以上設ける一方、分岐数を例
えば１０本以上に分岐させることも可能である。

さて、本図において、比較的高い出力を発生できるレー
ザー発振器ｌからは、図中の破線図示のレーザー光２が
第１集光レンズ３に向けて出光されて、第１集光レンズ
３の開口数に適合する伝送ファイバー４の“端面におい
て入光される。二点鎖線で示した分岐装置１０はこのよ
うに伝送ファイバー４により伝搬されるレーザー光２を
最大５本の同出力のレーザー光に分岐させるものであり
、内部に以下に説明する構成を備えている。

また、レーザー発振器１と第１集光レンズ３の間にはレ
ーザー光２を遮断する破線図示の位置とレーザー光２を
通過させる実線図示の位置に回動駆動されるシャッタ１
３ａを備えたシャッタ機構１３が配設されており、後述
するようにシャッタ機構１３を駆動制御することでレー
ザー光２が特に、分岐装置１０内で散乱することを防止
するようにしている。以上の構成において、伝送ファイ
バー４の他端から出光されたレーザー光２は分岐装置１
０のコリメーターレンズ５に向かう。このコリメーター
レンズ５はレーザー光２を幅広の平行光に屈折させるが
、このレーザー光２は、分岐装置１０の右端に固定され
るとともに全反射（反射率１００％）をさせるプリズム
９に向かって進み、図示のように略４５度の反射角度で
プリズム９に入光される結果、４５度の反射角度で出光
されて第２集光レンズ８ｅに向かう。

この第２集光レンズ８ｅは光ファイバー１１に適合した
開口数を有しており、この第２集光レンズ８ｅを通過さ
れたレーザー光２は光フアイバー１１内を通過されて他
端において出光される。光ファイバー１１の他端には出
光されたレーザー光２を所定部位において集光させるマ
ニュピレータ−レンズ１２ｅが設けられており、プリズ
ム９により全反射されたレーザー光２を、作業部位に集
光させて、図示しない用具を用いて各種の作業を行なう
ようにしている。

次に、コリメーターレンズ５の出光側の近（には、図中
の実線と破線図示の位置に回動される駆動手段を有する
ミラー６ａが設けられており、破線図示の位置に回動さ
れてレーザー光２の一部を第２集光レンズ８ａに向けて
反射案内する反射位置と、実線図示の位置にされてレー
ザー光２を反射させないで通過させる待機位置とに駆動
されるようにされている。

第２集光レンズ８ａとこれ以降説明する集光レンズ８ｂ
、８ｃ、８ｄには光ファイバー１１の端面が夫々対向さ
れて設けられており、マニュピレータ−レンズ１２ａ％
　１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに向けて出光させるようにし
ている。

一方、ミラー６ａの右隣りには、ミラー６ａと同様に駆
動されるように構成されたミラー６ｂと、ミラー６ｂに
より反射されたレーザー光２の一部を集光させる第２集
光レンズ８ｂが設けられている。このミラー６ｂの右隣
りにも、ミラー６ａと同様に駆動されるように構成され
たミラー６Ｃと、ミラー６Ｃにより反射されたレーザー
光２の一部を集光させる第２集光レンズ８ｃが設けられ
ている。

そして、上述のプリズム９とミラー６ｃの間にもミラー
６ｄと、第２集光レンズ８ｄが設けられており、ミラー
６ｄが図示のように実線図示の反射位置に駆動されてい
る場合には、レーザー光２の一部が第２集光レンズ８ｄ
に向かうようにされている。

この第２集光レンズ８ｄを通過したレーザー光２は上述
のように、光フアイバー１１内を通過し他端において出
光される。光ファイバー１１の他端には出光されたレー
ザー光２を所定部位において集光させるマニュピレータ
−レンズ１２ｅが設けられており、ミラー６ｄにより一
部が反射されたレーザー光２を、作業部位に集光させて
図示しない用具を用いて各種の作業を行なうようにして
おり、図示の状態では２本に分岐されている。

以上説明したように配設されるミラーの反射率は、プリ
ズム９から数えて分岐される本数をｎとし、コリメータ
ーレンズ５に入光されるレーザー光の入光数をｊとして
、 コリメーターレンズ５の右隣から、 有しており、 ミラー６ａは２０、ミラー６ｂは２５、ミラー６Ｇは３
３．３、ミラー６ｄは５０、プリズム９は１００（％）
の反射率を夫々有している。

次に、ミラー６ａとミラー６ｂの間には図中の矢印Ｓ方
向に出し入れ自在に駆動されて光路を遮断するフィルタ
ー７ａが設けられる一方、ミラー６ｂとミラー６ｃの間
と、ミラー６ｃとミラー６ｄの間と、ミラー６ｄとプリ
ズム９の間に夫々フィルター７ｂ、７ｃ、７ｄ、が夫々
出し入れ自在に設けられており、図中に示されるように
２本に分岐させる場合にはフィルター７０のみが光路な
遮るように矢印下方向に移動される。

このように夫々設けられるフィルターはレーザー光２を
所定量減光させてからミラーにより反射させるものであ
り、透過率をレーザー出力器側より第２式である、 −ｉ ×１００を満足するように設定されて ている。したがって、図示構成ではフィルター７ａは８
０．フィルター７ｂは７５、フィルター７０は６６．６
、フィルター７ｄは５０（％）の透過率に夫々設定され
る。

以上説明の構成により、マニュピレータ−レンズ１２ａ
〜１２ｅから最大５本に分岐されたレーザー光２が所定
の作業部位に出光されるが、この際に同出力で夫々出光
させるためにフィルター７ａ〜７ｄが透過位置に適宜位
置されるが、上述の分岐装置１０にはミラーとフィルタ
ーを分岐本数に応じて制御駆動する制御装置が接続され
ており簡単な操作で所望の分岐数に設定した後に、レー
ザー発振器１からの出光をさせるように構成されており
、図中Ａ〜Ｅで示された作業部位に選択的に出光できる
ようにされている。

第２図は第１図のレーザーの分岐装置制御用のブロック
図であり、上述のミラー６８〜６ｄには夫々ミラー駆動
回路１６を介して制御回路１５が夫々接続されており、
制御回路１５からの指令に基づいてミラー６ａ〜６ｄを
反射位置と待機位置に駆動制御する一方、上述のフィル
ター７ａ〜７ｄにも夫々フィルター駆動回路１７を介し
て制御回路１５に接続されており、制御回路１５からの
指令に基づいてフィルター７ａ〜７ｄを透過位置と待機
位置に駆動制御するように構成されている。

また、操作ボタン１８は制御回路１５に接続されており
、上述のＡ〜Ｅで示された部位に選択的に出光する設定
手段として使われる。さらに、レーザー発振器ｌも制御
手段１５に接続されており、図中の破線で示されたレー
ザー光２の発射のオン・オフ制御をするように構成され
ている。

そして、シャッタ機構１３はシャッタ１３ａを第１図の
実線図示の位置と破線図示の位置に回動駆動するシャッ
タ機構駆動回路１４を介して制御回路１５に接続されて
いる。

第３図は第１図、第２図の構成になるレーザーの分岐装
置のフローチャートであり、制御フローの一例を示して
いる。先ず、初期状態にあって、全部のミラーとフィル
ターが光路から退避した退避状態から本のレーザー光２
を使用するが入力設定された場合の動作説明をすると。

第１図において、ミラー６ｄのみが駆動されてレーザー
光２を２本に分岐させるために、先ず分岐装置の駆動が
スタートされて操作ボタン１８の操作により分岐本数の
設定がステップＳ１で行なわれて２本の設置　４ 定が行なわれる。次のステップＳ２ではシャッタ機構１
３のシャッタ１３ａが破線図示の遮断位置になるように
駆動される。この後、ステップＳ３に進み、フィルター
７０が反射位置に駆動され、ミラー６ｄが第１図中に実
線で示される位置に回動駆動される。その後、ステップ
Ｓ４においてシャッタ機構１３の再駆動がされて、シャ
ッタ１３ａが通過位置にされる。この後、ステップＳ５
において連続発射されているレーザー光２の発射が行な
われ、所定の作業部位のＤ部位にマニュピレータレンズ
１２ｄと１２ｅが集光される。

以上説明のように、操作ボタン１８の設定分岐本数に応
じてミラーとフィルターを夫々駆動する前後にシャッタ
機構を動作させることにより、ミラーとフィルターの駆
動に伴うレーザー光の乱反射を防止できる。これにより
、操作ボタン１８による分岐本数の設定が安心して行な
える。また第４図は初期状態にするフローチャートであ
り、上述のように２本のレーザー光から異なる本数のレ
ーザー光に分岐させるために、ステップＳ７において、
−旦シャッター機構１３の駆動がされて遮蔽をした後に
、ステップＳ８に進みミラーとフィルターを待機位置に
戻して初期化を終了する。

第５図は別実施例のレーザー発振器の構成図であり、本
図において、レーザー発振器１は周知の構造を有してお
り、両端に共振器１ａを備え、共振器１ａに挟まれてレ
ーザー活性物質１ｂが設けらており、レーザー光２が外
部に取り出されるものであるが、図示のようにレーザー
活性物質１ｂと共振器１ａの間にシャッタ機構１３０を
設けても良い。このシャッタ機構１３０を矢印Ｗ方向に
出し入れしてレーザー光を遮断するようにして、上述の
分岐装置１０と組合わせるようにしても良い。

以上の説明は分岐本数が２本の場合に限定したが、この
他の本数もシャッタ機構を動作させることにより設定さ
れて、作業部位Ａ−Ｈの任意の部位に出光させることが
できる。ここで、ミラーとフィルターは上述の反射率と
透過率を夫々有しているので同出力で集光されることに
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、レーザー出力器か
らのレーザー光を複数に分岐しても出力値の変動がなく
、かつ出力調整など煩雑作業を無くすことができ、かつ
高出力のレーザー光を所定の分岐数に略同出力で分岐さ
せる際に、分岐をさせるミラー　フィルターの駆動時に
おいてレーザー光の乱反射を防止して、周囲の構成部品
を損傷させる等の被害を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザー光の分岐装置の概略構成図、第２図は
第１図のブロック図、 第３図はレーザー光の分岐装置のフローチャート、 第４図は初期化のフローチャート、 第５図は別実施例のレーザー発振器の構成図である。 ５・・・コリメーターレンズ、６ａ〜６ｄ・・・ミラー
７ａ〜７ｄ・・・フィルター、８ａ〜８ｅ・・・第２集
光レンズ、１１・・・光ファイバー　１２ａ〜１２ｅ・
・・マニュピレータ−レンズ、９・・・プリズム、１０
・・・分岐装置、１３・・・シャッタ機構、１５・・・
制御回路、１８・・・操作ボタンである。 図中、ｌ・・・レーザー発振器、２・・・レーザー光、
３・・・第１集光レンズ、４・・・伝送ファイバー第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザー光を略同出力で複数に分岐させるレーザー光の
   分岐装置であつて、 光路途中に配設されるとともに、前記レーザー光を遮断
   させる遮断位置と通過させる通過位置とに駆動される遮
   断手段と、 前記光路途中に配設されるとともに、前記レーザー光を
   反射させる反射位置と反射させない待機位置とに駆動さ
   れ、かつ所定の反射率を各々有する複数のミラーと、 前記光路端に配設される固定ミラーと、 前記ミラー間と、前記固定ミラー間とに配設されるとと
   もに、前記レーザー光の透過を行なう透過位置と透過を
   行なわない待機位置とに駆動され、かつ所定の透過率を
   各々有するフィルターと、 分岐数を設定する設定手段と、 前記遮断手段と前記ミラーと前記フィルターを駆動制御
   する制御手段とを具備することを特徴とするレーザー光
   の分岐装置。