JPH08338915A - Optical transmission device - Google Patents
Optical transmission deviceInfo
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- JPH08338915A JPH08338915A JP7146630A JP14663095A JPH08338915A JP H08338915 A JPH08338915 A JP H08338915A JP 7146630 A JP7146630 A JP 7146630A JP 14663095 A JP14663095 A JP 14663095A JP H08338915 A JPH08338915 A JP H08338915A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ発振器から出力されるレーザ光の光エ
ネルギーを低損失で光ファイバーに入射させ所定の距離
伝送させることができるとともに、被照射体において十
分な焦点深度を確保できる光伝送装置を得る。
【構成】 第1のレンズ4から成る入射光学系は、レー
ザ発振器1からの出射レーザ光2を光ファイバー3へ導
光する。光ファイバー3から出射したレーザ光は、広が
り角変換導光路8に入射し、レーザ光の一部分の広がり
角をより小さく変換した後に第2のレンズ7によって集
光されて被照射体6に照射される。
(57) [Abstract] [Purpose] Light that allows the optical energy of laser light output from a laser oscillator to be incident on an optical fiber with low loss and transmitted over a specified distance, while also ensuring a sufficient depth of focus in the irradiated object. Get the transmitter. [Structure] An incident optical system including a first lens 4 guides laser light 2 emitted from a laser oscillator 1 to an optical fiber 3. The laser light emitted from the optical fiber 3 is incident on the divergence angle conversion light guide 8, is converted into a smaller divergence angle of a part of the laser light, and is then condensed by the second lens 7 to be irradiated on the irradiation target 6. .
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光を光ファイ
バーを用いて伝送し被照射体に照射する光伝送装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical transmission device for transmitting laser light through an optical fiber and irradiating an object to be irradiated.
【0002】[0002]
【従来の技術】図23は例えば特公平2ー55157号
公報に示された従来の光伝送装置を示す構成図であり、
図において、1はレーザ発振器、2はレーザ発振器1か
ら出射される出射レーザ光、3は光ファイバー、4は出
射レーザ光2を集光して光ファイバー3へ入射させる第
1のレンズ、6は被照射体、7は光ファイバー3から出
射した出射レーザ光5を被照射体6に照射する第2のレ
ンズである。2. Description of the Related Art FIG. 23 is a block diagram showing a conventional optical transmission apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-55157, for example.
In the figure, 1 is a laser oscillator, 2 is an emitted laser beam emitted from the laser oscillator 1, 3 is an optical fiber, 4 is a first lens for collecting the emitted laser beam 2 and making it enter the optical fiber 3, and 6 is an irradiation target. A body 7 is a second lens for irradiating the irradiated object 6 with the emitted laser light 5 emitted from the optical fiber 3.
【0003】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から出力された出射レーザ光2は第1のレンズ4で集
束されて光ファイバー3にこの一端面から入射する。第
1のレンズ4には、光ファイバー3に入射する出射レー
ザ光2の集束角度2θ1 が8度以下になるよう長焦点距
離f1 のものが用いられている。光ファイバー3の出射
端面から出射した出射レーザ光5は出射端面から距離a
のところに設けられた第2のレンズ7に入射し、この第
2のレンズ7により集束され第2のレンズ7から距離b
(但し、b/a<1/2)離れたところに設けられた被
照射体6に入射する。このようにして、光ファイバー3
からの出射レーザ光5を口径の小さい第2のレンズ7で
効率よく集光して被照射体6に照射することができる。Next, the operation will be described. The emitted laser light 2 output from the laser oscillator 1 is focused by the first lens 4 and enters the optical fiber 3 from this one end surface. As the first lens 4, a lens having a long focal length f 1 is used so that the focusing angle 2θ 1 of the emitted laser light 2 incident on the optical fiber 3 is 8 degrees or less. The emitted laser light 5 emitted from the emission end face of the optical fiber 3 is at a distance a from the emission end face.
Is incident on the second lens 7 provided at the position, is focused by the second lens 7, and is separated by a distance b from the second lens 7.
(However, b / a <1/2) is incident on the irradiated body 6 provided at a distance. In this way, the optical fiber 3
It is possible to efficiently collect the emitted laser beam 5 from the second lens 7 by the second lens 7 having a small diameter and irradiate the irradiated body 6.
【0004】近年、この種の光ファイバー3は、レーザ
発振器1等の光源からの出射レーザ光2を遠く離れた所
望位置まで容易に安価に伝送することができるため、レ
ーザ加工を始め、医療・計測などに広く普及している。
光ファイバー3にレーザ発振器1から出力された出射レ
ーザ光2の光エネルギーを効率よく入射させるために
は、出射レーザ光2の集光スポット径が光ファイバー3
のコア径より小さいことと、出射レーザ光2の集束角度
2θ1 が光ファイバーの開口数(NA)より小さいこと
が必要である。また、光ファイバー3からの出射レーザ
光5のビーム径はコア径に等しくなり、出射レーザ光5
の広がり角は入射ビームであるレーザ発振器1からの出
射レーザ光2の集束角度にほぼ等しく、光ファイバー3
のNAを超えないことは一般的によく知られている。In recent years, since this kind of optical fiber 3 can easily and inexpensively transmit the laser light 2 emitted from a light source such as the laser oscillator 1 to a desired position far away, laser processing is started, medical treatment and measurement are performed. It is widely used in
In order for the optical energy of the emitted laser beam 2 output from the laser oscillator 1 to be efficiently incident on the optical fiber 3, the focused spot diameter of the emitted laser beam 2 is set to the optical fiber 3.
Is smaller than the core diameter and the focusing angle 2θ 1 of the emitted laser light 2 is smaller than the numerical aperture (NA) of the optical fiber. Further, the beam diameter of the emitted laser light 5 from the optical fiber 3 becomes equal to the core diameter,
The divergence angle of the optical fiber 3 is almost equal to the focusing angle of the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 1 which is the incident beam.
It is generally well known that the NA of is not exceeded.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の光伝送装置は以
上のように構成されているので、集束角度2θ1 が8度
以下になるような長焦点距離の第1のレンズ4を用いて
いるので集光スポット径が大きくなり、コア径の小さい
光ファイバー3を使用できないため、被照射体6におい
て大きいエネルギー密度を得るためには第2のレンズ7
の結像倍率を小さいものとする他なく、被照射体6にお
いて十分な焦点深度を確保できないという問題点があっ
た。Since the conventional optical transmission device is configured as described above, the first lens 4 having a long focal length so that the focusing angle 2θ 1 is 8 degrees or less is used. Therefore, the focused spot diameter becomes large and the optical fiber 3 having a small core diameter cannot be used. Therefore, in order to obtain a large energy density in the irradiated body 6, the second lens 7 is used.
There is a problem that it is impossible to secure a sufficient depth of focus in the irradiated body 6 without making the imaging magnification of No. 3 small.
【0006】また、第1のレンズ4の集光点を光ファイ
バー3の入射入口面近傍に配置しているので、光ファイ
バー3の入射入口面上での強度分布は軸上強度が最も大
きいガウス分布となり、強度分布のすその光エネルギー
がクラッド入射すると光ファイバー3が損傷してしまう
という問題点があった。このクラッド入射を防止するに
は、光ファイバー3のコア径に十分小さく入射するよう
集光スポット径を小さくする必要があり、このために
は、レーザ発振器1からの出射レーザ光2を第1のレン
ズ4で一様に集光しているので、この第1のレンズ4に
は焦点距離の短いレンズを用いるしかないという問題点
があった。Further, since the condensing point of the first lens 4 is arranged in the vicinity of the entrance entrance surface of the optical fiber 3, the intensity distribution on the entrance entrance surface of the optical fiber 3 is a Gaussian distribution having the largest axial strength. However, there is a problem that the optical fiber 3 is damaged when the optical energy of the tail of the intensity distribution enters the cladding. In order to prevent this clad incidence, it is necessary to make the focused spot diameter small so that it enters the core diameter of the optical fiber 3 sufficiently. For this purpose, the laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 is made into the first lens. Since the light is evenly condensed at 4, the first lens 4 has a problem that a lens having a short focal length must be used.
【0007】さらに、第2のレンズ7は光ファイバー3
の出射出口面を縮小結像する目的で設置されているの
で、被照射体6に照射される出射レーザ光5の強度分布
は光ファイバー3の出口における強度分布を反映したも
のに限られてしまうなどの問題点があった。Further, the second lens 7 is an optical fiber 3
The intensity distribution of the emitted laser light 5 with which the irradiation target 6 is irradiated is limited to that which reflects the intensity distribution at the exit of the optical fiber 3. There was a problem.
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、レーザ発振器から出力されるレ
ーザ光の光エネルギーを低損失で光ファイバーに入射さ
せ所定の距離伝送させることができるとともに、被照射
体において十分な焦点深度を確保できる光伝送装置を得
ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the optical energy of the laser light output from the laser oscillator can be incident on the optical fiber with low loss and transmitted over a predetermined distance. An object of the present invention is to obtain an optical transmission device capable of ensuring a sufficient depth of focus in an irradiation target.
【0009】また、この発明は、光ファイバーを損傷さ
せることなく、用途に応じて種々の強度分布のレーザ光
を効率よく被照射体に照射することができる光伝送装置
を得ることを目的とする。Another object of the present invention is to obtain an optical transmission device capable of efficiently irradiating an object to be irradiated with laser light having various intensity distributions without damaging an optical fiber.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る光
伝送装置は、光ファイバーから出射するレーザ光の少な
くとも一部の広がり角をより小さく変換して出射レーザ
光を被照射体上に照射する照射光学系を備えたものであ
る。According to another aspect of the present invention, there is provided an optical transmission device, wherein a spread angle of at least a part of laser light emitted from an optical fiber is converted to a smaller value and the emitted laser light is irradiated onto an object to be irradiated. It is equipped with an irradiation optical system.
【0011】請求項2の発明に係る光伝送装置は、光フ
ァイバーから出射したレーザ光の光軸に対して平行な第
1の反射面と、第1の反射面より光軸側に設けられ、光
軸に対して傾いた第2の反射面及びその裏面である第3
の反射面とを少なくとも有する広がり角変換導光路を具
備するものである。An optical transmission device according to a second aspect of the present invention is provided with a first reflecting surface parallel to the optical axis of the laser light emitted from the optical fiber and an optical axis side of the first reflecting surface. The second reflecting surface which is inclined with respect to the axis and the third surface which is the back surface thereof
And a divergence angle conversion light guide path having at least a reflection surface of the.
【0012】請求項3の発明に係る光伝送装置は、第1
の反射面を有する円筒形状の第1の反射部材と、光軸に
対して傾いた第2及び第3の反射面を有する円筒形状の
第2の反射部材とを具備するものである。The optical transmission device according to the invention of claim 3 is the first
And a cylindrical second reflecting member having second and third reflecting surfaces inclined with respect to the optical axis.
【0013】請求項4の発明に係る光伝送装置は、第3
の反射面より光軸側に設けられた媒質の屈折率が、第1
の反射面と第2の反射面との間に設けられた媒質の屈折
率よりも大きいものである。An optical transmission device according to a fourth aspect of the present invention is a third optical transmission device.
The refractive index of the medium provided on the optical axis side of the reflection surface of the
Is larger than the refractive index of the medium provided between the second reflecting surface and the second reflecting surface.
【0014】請求項5の発明に係る光伝送装置は、第1
及び第2の反射面を有する第1の透明部材と、第3の反
射面を有する第2の透明部材とを具備しており、第1及
び第2の透明部材間に空気層を具備するものである。An optical transmission device according to a fifth aspect of the present invention is a first optical transmission device.
And a first transparent member having a second reflecting surface, and a second transparent member having a third reflecting surface, and an air layer provided between the first and second transparent members. Is.
【0015】請求項6の発明に係る光伝送装置は、空気
層に冷却用流体を流す冷却手段を備えたものである。An optical transmission device according to a sixth aspect of the present invention comprises a cooling means for flowing a cooling fluid in the air layer.
【0016】請求項7の発明に係る光伝送装置は、光フ
ァイバーの出口面を拡大結像する拡大結像レンズを備え
ており、拡大結像レンズの拡大結像面に広がり角変換導
光路の入口面を設置したものである。An optical transmission device according to a seventh aspect of the present invention is provided with a magnifying imaging lens for magnifying and imaging the exit surface of the optical fiber, and the entrance of the divergence angle conversion light guide path is on the magnifying imaging surface of the magnifying imaging lens. The surface is installed.
【0017】請求項8の発明に係る光伝送装置は、入射
光学系により集光されたレーザ光の光軸と光ファイバー
の光軸とのなす角度が0度以上になるように制御する入
射角度制御手段を備えたものである。An optical transmission device according to an eighth aspect of the present invention is an incident angle control for controlling an angle between an optical axis of a laser beam focused by an incident optical system and an optical axis of an optical fiber to be 0 degree or more. It is equipped with means.
【0018】請求項9の発明に係る光伝送装置は、レー
ザ光の光軸に対してわずかに傾いて設置され、中心部に
開口部を有する長焦点距離の穴あき凹面ミラーと、穴あ
き凹面ミラーの開口部を光ファイバーの入口端面近傍に
結像する結像レンズとを具備するものである。An optical transmission device according to a ninth aspect of the present invention is provided with a perforated concave mirror having a long focal length, which is installed at a slight inclination with respect to the optical axis of laser light and has an opening in the center, and a perforated concave surface. An image forming lens for forming an image of the opening of the mirror near the entrance end face of the optical fiber.
【0019】請求項10の発明に係る光伝送装置は、穴
あき凹面ミラーの開口部の周縁部からの反射光の光エネ
ルギーを測定する光エネルギー量測定手段を備えたもの
である。An optical transmission device according to a tenth aspect of the present invention is provided with a light energy amount measuring means for measuring the light energy of the reflected light from the peripheral portion of the opening of the perforated concave mirror.
【0020】請求項11の発明に係る光伝送装置は、レ
ーザ発振器等の光源から出力したレーザ光の一部の広が
り角を変化させる光学手段を具備するものである。An optical transmission device according to an eleventh aspect of the present invention comprises optical means for changing a divergence angle of a part of laser light output from a light source such as a laser oscillator.
【0021】請求項12の発明に係る光伝送装置は、レ
ーザ光の断面における中心部の広がり角をより小さく変
換する手段である。The optical transmission device according to the twelfth aspect of the present invention is a means for converting the divergence angle of the central portion in the cross section of the laser beam to a smaller value.
【0022】請求項13の発明に係る光伝送装置は、レ
ーザ発振器等の光源から出力したレーザ光の位相分布を
変化させる光学フィルターを具備するものである。An optical transmission device according to a thirteenth aspect of the present invention comprises an optical filter for changing the phase distribution of laser light output from a light source such as a laser oscillator.
【0023】請求項14の発明に係る光伝送装置は、入
射したレーザ光の断面方向の中心部分と、その他の部分
との間に位相差を生じるように構成された光学フィルタ
ーである。An optical transmission device according to a fourteenth aspect of the present invention is an optical filter configured to cause a phase difference between a central portion of incident laser light in the cross-sectional direction and other portions.
【0024】[0024]
【作用】請求項1の発明における光伝送装置は、照射光
学系により、光ファイバーから出射するレーザ光の少な
くとも一部の広がり角をより小さく変換され、出射レー
ザ光が被照射体上に照射される。これにより、従来より
も長い焦点深度を確保することができる。従って、同一
焦点深度で比較すると、従来よりも結像倍率を小さくで
きるため、同一コア径の光ファイバーを用いた場合は、
より小さい結像スポットを得ることができる。また、従
来と同一径の結像スポットの場合は、より大きいコア径
の光ファイバーを用いることが可能となる。In the optical transmission device according to the invention of claim 1, the divergence angle of at least a part of the laser light emitted from the optical fiber is converted to a smaller value by the irradiation optical system, and the emitted laser light is irradiated onto the object to be irradiated. . This makes it possible to secure a longer depth of focus than before. Therefore, when compared with the same depth of focus, the imaging magnification can be made smaller than before, so when using optical fibers with the same core diameter,
Smaller imaging spots can be obtained. Further, in the case of an imaging spot having the same diameter as the conventional one, it becomes possible to use an optical fiber having a larger core diameter.
【0025】請求項2の発明における光伝送装置は、光
ファイバーから出射するレーザ光が照射光学系の広がり
角変換導光路に入射すると、一部の光は第1の反射面と
第2の反射面との間を複数回反射しながら広がり角変換
導光路を透過し、残りの光は第3の反射面で複数回反射
しながら広がり角変換導光路を透過する。この際、例え
ば、第1及び第2の反射面内を透過する反射光の光軸に
対する角度が光軸方向に沿って次第に小さくなるように
第2及び第3の反射面が傾いていると、第1の反射面と
第2の反射面との間を反射しながら導光される光の広が
り角はより小さく変換され被照射体上に照射される。従
って、従来よりも長い焦点深度を確保することができ
る。In the optical transmission device according to the second aspect of the present invention, when the laser light emitted from the optical fiber is incident on the divergence angle conversion light guide of the irradiation optical system, a part of the light is reflected on the first reflection surface and the second reflection surface. And a plurality of light beams are transmitted through the divergence angle conversion light guide path while the remaining light is reflected by the third reflection surface a plurality of times and transmitted through the divergence angle conversion light guide path. At this time, for example, when the second and third reflecting surfaces are inclined such that the angle of the reflected light transmitted through the first and second reflecting surfaces with respect to the optical axis gradually decreases along the optical axis direction, The divergence angle of the light guided while being reflected between the first reflecting surface and the second reflecting surface is converted to a smaller one and is irradiated onto the irradiation target. Therefore, it is possible to secure a longer depth of focus than before.
【0026】請求項3の発明における光伝送装置は、広
がり角変換導光路の第1及び第2のの反射部材が円筒形
状であるので、第1の反射面と第2の反射面との間を反
射しながら導光される光の広がり角は2次元的により小
さく変換され被照射体上に照射される。従って従来より
も長い焦点深度を2次元的に確保することができる。In the optical transmission device according to the third aspect of the present invention, since the first and second reflecting members of the divergence angle converting light guide path are cylindrical, the distance between the first reflecting surface and the second reflecting surface is large. The divergence angle of the light guided while being reflected is two-dimensionally converted to be smaller and is irradiated onto the irradiation target. Therefore, it is possible to two-dimensionally secure a depth of focus that is longer than the conventional one.
【0027】請求項4の発明における光伝送装置は、第
3の反射面より光軸側に設けられた媒質の屈折率が、第
1の反射面と第2の反射面との間に設けられた媒質の屈
折率よりも大きいので、例えば、第1及び第2の反射面
内を透過する反射光の光軸に対する角度が光軸方向に沿
って次第に小さくなるように第2及び第3の反射面が傾
いている場合において、出射レーザ光の光軸に対してわ
ずかに傾き角を設けた第3の反射面内の反射回数が少な
くなり、広がり角変換導光路からの出射角の拡大を抑え
ることができ、より長い焦点深度を確保する。In the optical transmission device according to the fourth aspect of the present invention, the refractive index of the medium provided on the optical axis side of the third reflecting surface is provided between the first reflecting surface and the second reflecting surface. Since it is larger than the refractive index of the medium, for example, the second and third reflections are made so that the angle of the reflected light transmitted through the first and second reflecting surfaces with respect to the optical axis becomes gradually smaller along the optical axis direction. When the surface is tilted, the number of reflections in the third reflecting surface having a slight tilt angle with respect to the optical axis of the emitted laser light is reduced, and expansion of the outgoing angle from the spread angle conversion light guide path is suppressed. Can ensure a longer depth of focus.
【0028】請求項5の発明における光伝送装置は、第
1及び第2の透明部材間に空気層を具備しているので、
第1及び第2の透明部材の各反射面においてレーザ光は
全反射しながら広がり角変換導光路を透過する。従っ
て、反射時のレーザ光の光エネルギー損失を無くするこ
とができる。Since the optical transmission device according to the invention of claim 5 is provided with an air layer between the first and second transparent members,
The laser light is totally reflected on each of the reflection surfaces of the first and second transparent members and is transmitted through the divergence angle conversion light guide path. Therefore, the light energy loss of the laser light at the time of reflection can be eliminated.
【0029】請求項6の発明における光伝送装置は、冷
却手段が第1及び第2の透明部材間の空気層に冷却用流
体を流すので、第1及び第2の透明部材の熱膨張を抑制
して、広がり角変換導光路を長寿命化することができ
る。In the optical transmission device according to the sixth aspect of the present invention, since the cooling means causes the cooling fluid to flow in the air layer between the first and second transparent members, the thermal expansion of the first and second transparent members is suppressed. As a result, the divergence angle conversion light guide path can have a long life.
【0030】請求項7の発明における光伝送装置は、拡
大結像レンズが光ファイバーの出口面を広がり角変換導
光路の入口面上に拡大結像する。従って、広がり角変換
導光路の口径を光ファイバーのよりも大きいものとする
ことができ、光ファイバーの大きさに限定されないで広
がり角変換導光路を設計できる。In the optical transmission device according to the seventh aspect of the present invention, the magnifying and imaging lens magnifies and images the exit surface of the optical fiber on the entrance surface of the divergence angle conversion light guide. Therefore, the diameter of the divergence angle conversion light guide can be made larger than that of the optical fiber, and the divergence angle conversion light guide can be designed without being limited by the size of the optical fiber.
【0031】請求項8の発明における光伝送装置は、入
射角度制御手段が入射光学系により集光されたレーザ光
の光軸と光ファイバーの光軸とのなす角度が0度以上に
なるように制御すべく例えば光ファイバーの入射面を移
動させるので、広がり角変換導光路から出射する光の強
度分布を変化させることができ、この結果、被照射体へ
照射する光の強度分布を変化させ得る。In the optical transmission device of the present invention, the incident angle control means controls the angle formed by the optical axis of the laser beam focused by the incident optical system and the optical axis of the optical fiber to be 0 degree or more. In order to do so, for example, the incident surface of the optical fiber is moved, so that the intensity distribution of the light emitted from the divergence angle conversion light guide path can be changed, and as a result, the intensity distribution of the light emitted to the irradiation target can be changed.
【0032】請求項9の発明における光伝送装置は、結
像レンズにより、穴あき凹面ミラーの開口部を透過した
レーザ光を光ファイバーの入口端面近傍に結像する。こ
れにより、レーザ発振器の発振状態によらず、光ファイ
バーを損傷することなく長時間安定して光ファイバーに
レーザ光を入射できる。さらに、穴あき凹面ミラーを使
用しているので開口部の冷却機構を省略することができ
る。In the optical transmission device according to the ninth aspect of the present invention, the image forming lens forms an image of the laser light transmitted through the opening of the perforated concave mirror near the entrance end face of the optical fiber. Thus, regardless of the oscillation state of the laser oscillator, the laser light can be stably incident on the optical fiber for a long time without damaging the optical fiber. Further, since the perforated concave mirror is used, the cooling mechanism for the opening can be omitted.
【0033】請求項10の発明における光伝送装置は、
光エネルギー量測定手段が穴あき凹面ミラーの開口部の
周縁部からの反射光の光エネルギーを測定する。これに
より、レーザ発振器の状態変化を知ることができる。The optical transmission device according to the invention of claim 10 is
A light energy amount measuring means measures the light energy of the reflected light from the peripheral portion of the opening of the perforated concave mirror. Thereby, the state change of the laser oscillator can be known.
【0034】請求項11の発明における光伝送装置は、
入射光学系の光学手段が、レーザ発振器から出力したレ
ーザ光の一部の広がり角を変化させる。これにより、光
ファイバーの損傷を抑制することができるため、より大
きい光エネルギー量を光ファイバーに導光できる。The optical transmission device according to the invention of claim 11 is
The optical means of the incident optical system changes the divergence angle of a part of the laser light output from the laser oscillator. As a result, damage to the optical fiber can be suppressed, and a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber.
【0035】請求項12の発明における光伝送装置は、
光学手段は、レーザ光の断面における中心部の広がり角
をより小さく変換する。An optical transmission device according to a twelfth aspect of the invention is
The optical means converts the divergence angle of the central portion in the cross section of the laser beam into a smaller value.
【0036】請求項13の発明における光伝送装置は、
入射光学系の光学フィルターが、レーザ発振器から出力
したレーザ光の位相分布を変化させる。これにより、光
ファイバーの損傷を抑制することができるため、より大
きい光エネルギー量を光ファイバーに導光できる。An optical transmission device according to the invention of claim 13 is
The optical filter of the incident optical system changes the phase distribution of the laser light output from the laser oscillator. As a result, damage to the optical fiber can be suppressed, and a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber.
【0037】請求項14の発明における光伝送装置は、
光学フィルターにより入射したレーザ光の断面方向の中
心部分の位相がその他の部分の光の位相よりも遅らせら
れるか、または進められる。The optical transmission device according to the invention of claim 14 is
The phase of the central portion of the laser light incident on the optical filter in the cross-sectional direction is delayed or advanced as compared with the phase of the light of other portions by the optical filter.
【0038】[0038]
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による光伝送装置を示
す構成図であり、図において、図23の参照符号と同一
の符号は同一又は相当する部分を示しており、その説明
は省略する。また、図において、8は光ファイバー3か
ら出射した光の一部分の広がり角をより小さく変換する
広がり角変換導光路、9は広がり角変換導光路8から出
射したレーザ光である。尚、照射光学系は広がり角変換
導光路8及び第2のレンズ7により構成される。Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an optical transmission apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 23 designate the same or corresponding parts, and the description thereof will be omitted. Further, in the figure, 8 is a divergence angle conversion light guide path for converting the divergence angle of a part of the light emitted from the optical fiber 3 to a smaller one, and 9 is laser light emitted from the divergence angle conversion light guide path 8. The irradiation optical system is composed of the divergence angle conversion light guide 8 and the second lens 7.
【0039】次に動作について説明する。レーザ発振器
1から出力された出射レーザ光(レーザ光)2は第1の
レンズ(入射光学系、結像レンズ)4で集束されて光フ
ァイバー3にこの一端面から入射する。光ファイバー3
により導光されたレーザ光は、光ファイバー3の他端か
ら出射される。光ファイバー3から出射したレーザ光は
広がり角変換導光路8に入射し、ここでレーザ光の一部
分の広がり角がより小さく変換される。広がり角変換導
光路8から出射したレーザ光9の一部は、光ファイバー
3から出射したレーザ光よりも広がり角が小さくなって
おり、第2のレンズ7によって被照射体6に照射され
る。Next, the operation will be described. The emitted laser light (laser light) 2 output from the laser oscillator 1 is focused by the first lens (incident optical system, imaging lens) 4 and is incident on the optical fiber 3 from this one end surface. Optical fiber 3
The laser light guided by is emitted from the other end of the optical fiber 3. The laser light emitted from the optical fiber 3 enters the divergence angle conversion light guide 8 where the divergence angle of a part of the laser light is converted to a smaller one. A part of the laser light 9 emitted from the divergence angle conversion light guide path 8 has a smaller divergence angle than the laser light emitted from the optical fiber 3, and is irradiated onto the irradiation target 6 by the second lens 7.
【0040】レーザ発振器1からの出射レーザ光2は、
干渉性の高いコヒーレントな光であるが、高エネルギー
伝送用のマルチモード光ファイバー3内で複数回反射す
ることにより、干渉性は著しく低下し、光ファイバー3
からの出射レーザ光は、インコヒーレントな光となる。The laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 is
Although it is coherent light with high coherence, the coherence is remarkably lowered by being reflected multiple times in the multimode optical fiber 3 for high energy transmission.
The laser light emitted from is incoherent light.
【0041】図2は光ファイバー3からの出射レーザ光
をモデル化して示した説明図であり図において、図1の
参照符号と同一の符号は同一の部分を示しており、5は
光ファイバー3からの出射レーザ光(レーザ光)、10
はモデル化された点光源、11は光ファイバー3の出射
端面、12は光ファイバー3からの出射レーザ光5の光
軸である。光ファイバー3の出射端面11は、光軸12
に対して0度から最大広がり角±θ0 (ただし、θ0 は
入射レーザ光の集束角度にほぼ等しく光ファイバー3の
NAを超えない角度)の間の角度に出射レーザ光5を放
出する点光源10の集まった面とみなすことができる。
光ファイバー3の出射端面11と広がり角変換導光路8
の入口端面とを一致させることにより、広がり角変換導
光路8には各点光源10からの出射レーザ光5が入射す
ることとなる。FIG. 2 is an explanatory view showing the laser light emitted from the optical fiber 3 as a model. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, and 5 denotes the light from the optical fiber 3. Emitted laser light (laser light), 10
Is a modeled point light source, 11 is an emission end face of the optical fiber 3, and 12 is an optical axis of the emitted laser light 5 from the optical fiber 3. The exit end face 11 of the optical fiber 3 has an optical axis 12
With respect to 0 ° to the maximum divergence angle ± θ 0 (where θ 0 is substantially equal to the focusing angle of the incident laser light and does not exceed the NA of the optical fiber 3), the point light source that emits the emitted laser light 5 It can be regarded as 10 gathered faces.
The exit end face 11 of the optical fiber 3 and the divergence angle conversion light guide 8
By matching the entrance end face of the laser light 5, the laser light 5 emitted from each point light source 10 enters the divergence angle conversion light guide path 8.
【0042】次に広がり角変換導光路8内の光のふるま
いを図3に従って詳細に説明する。図3はこの実施例に
よる光伝送装置に用いられる広がり角変換導光路8を示
す構成図であり、図において、図2の参照符号と同一の
符号は同一の部分を示しており、8aは光軸12に平行
な第1の反射面80aを有する円筒形状又は板形状の第
1の反射部材、8bは光軸12に対して傾き角θt で傾
いた第2の反射面80b及びその裏側の面である第3の
反射面80cを有する円筒形状(厳密には円錐台状)又
は板形状の第2の反射部材、9aは第1の反射部材8a
と第2の反射部材8bとの間に入射したレーザ光の一
例、9bは第2の反射部材8b内に入射したレーザ光の
一例、13は広がり角変換導光路8の出射端面である。
尚、この実施例では、第1及び第2の反射部材8a,8
bは金属製であり、第1及び第2の反射部材8a,8b
の間及び第2の反射部材8b内の媒質はいづれも空気で
ある。尚、第1及び第2の反射部材8a,8bが板形状
である場合、第1及び第2の反射部材8a,8bはそれ
ぞれ2つの反射板から構成される。Next, the behavior of light in the divergence angle conversion light guide 8 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram showing the divergence angle conversion light guide 8 used in the optical transmission apparatus according to this embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same parts, and 8a denotes the light. first reflecting member cylindrical or plate-shaped having a first reflecting surface 80a parallel to axis 12, 8b is a second reflecting surface 80b and the rear side thereof inclined at an inclination angle theta t with respect to the optical axis 12 A second reflection member having a cylindrical shape (strictly, a truncated cone shape) or a plate shape having a third reflection surface 80c which is a surface, and 9a denotes a first reflection member 8a.
Is an example of laser light incident between the second reflection member 8b and the second reflection member 8b, 9b is an example of laser light incident into the second reflection member 8b, and 13 is an emission end face of the divergence angle conversion light guide path 8.
In this embodiment, the first and second reflecting members 8a, 8a
b is made of metal, and the first and second reflecting members 8a and 8b
The medium in the space and in the second reflecting member 8b is air. When the first and second reflecting members 8a and 8b are plate-shaped, each of the first and second reflecting members 8a and 8b is composed of two reflecting plates.
【0043】図3に示すように、長さLの広がり角変換
導光路8は、光ファイバー3からの出射レーザ光5の光
軸12に平行な第1の反射面80aを有する反射部材8
aと、光軸12に対して傾き角θt で傾いた第2及び第
3の反射面80b,80cを有する反射部材8bとで構
成されており、広がり角変換導光路8に入射した光は第
1及び第2の反射部材8a,8bの各反射面80a,8
0b,80cで反射されながら導光され出射端面13か
ら出射される。As shown in FIG. 3, the divergence angle conversion light guide 8 having a length L has a reflecting member 8 having a first reflecting surface 80a parallel to the optical axis 12 of the laser light 5 emitted from the optical fiber 3.
and a, second and third reflecting surfaces 80b inclined at an inclination angle theta t with respect to the optical axis 12, 80c is configured by a reflection member 8b having the light incident on the divergence angle converting light guides 8 Reflecting surfaces 80a, 8 of the first and second reflecting members 8a, 8b
The light is guided while being reflected by 0b and 80c and emitted from the emission end face 13.
【0044】第1及び第2の反射部材8a,8bの間に
角度θ1 で入射したレーザ光9aは(ただし、入射最大
角度θ1maxは媒質の屈折率によって異なり、空気の場
合、光ファイバー3からの出射レーザ光5の広がり角θ
0に等しい)、第2の反射部材8bの傾き角θt で傾い
た第2の反射面80bで反射される毎に、傾き角θt に
応じてレーザ光9aの光軸12に対する角度はより小さ
くなるように変換される。一方、第2の反射部材8b内
に角度θ2 (同様に、入射最大角度θ2max=θ0)で入
射したレーザ光9bは、傾き角θt で傾いた第2の反射
部材8bの第3の反射面80cで反射される毎に、レー
ザ光9bの光軸12に対する角度はより大きくなるよう
に変換される。このときの広がり角変換導光路8からの
レーザ光9a,9bの出射角θ1out及びθ2outは、第2
の反射部材8bでの反射回数をそれぞれm1 ,m2 とし
て、反射の法則から以下の式で示される。The laser beam 9a incident at an angle θ 1 between the first and second reflecting members 8a and 8b (however, the maximum incident angle θ 1max depends on the refractive index of the medium, and in the case of air, the optical fiber 3 is used). Spread angle θ of the emitted laser beam 5 of
(Equal to 0), the angle of the laser beam 9a with respect to the optical axis 12 is further increased according to the tilt angle θ t each time it is reflected by the second reflecting surface 80 b tilted at the tilt angle θ t of the second reflecting member 8 b. Converted to be smaller. On the other hand, the laser beam 9b incident on the second reflecting member 8b at the angle θ 2 (similarly, the maximum incident angle θ 2max = θ 0 ) is the third reflecting light of the second reflecting member 8b inclined at the inclination angle θ t . The angle of the laser beam 9b with respect to the optical axis 12 is converted so as to be larger each time it is reflected by the reflection surface 80c. At this time, the emission angles θ 1out and θ 2out of the laser beams 9a and 9b from the divergence angle conversion light guide path 8 are
The number of reflections by the reflecting member 8b is m 1 and m 2 , respectively, and is represented by the following formula from the law of reflection.
【0045】 θ1out=θ1 −2×m1 ×θt …(1) θ2out=θ2 +2×m2 ×θt …(2) 従って、反射回数m1 ,m2 が1以上の場合、θ1out<
θ1 、θ2out>θ2 となる。この発明の目的のために
は、m1 は大きいほど、m2 は小さいほど効果が大き
い。Θ 1out = θ 1 -2 × m 1 × θ t (1) θ 2out = θ 2 + 2 × m 2 × θ t (2) Therefore, when the number of reflections m 1 and m 2 is 1 or more , Θ 1out <
θ 1 and θ 2out > θ 2 . For the purposes of this invention, the larger m 1 and the smaller m 2, the greater the effect.
【0046】ところで、反射回数は、以下の変数の関数
であらわされる。 m1 (θ1 、d1 、L、θt ) m2 (θ2 、d2 、L、θt ) …(3) ただし、広がり角変換導光路8の出射端面13における
第1の反射部材8aと第2の反射部材8bとの間の距離
をd1 、第2の反射部材8bの内径をd2 としている。
例えば、θ1 =θ2 =0.2度、d1 =0.08mm、d
2 =0.24mm、L=2mm、θt =0.5度とすると、
θ1out=0.14度<θ1 、θ2out=0.25度>θ2
となる。By the way, the number of reflections is expressed as a function of the following variables. m 1 (θ 1 , d 1 , L, θ t ) m 2 (θ 2 , d 2 , L, θ t ) (3) However, the first reflecting member on the emission end face 13 of the divergence angle conversion light guide path 8 The distance between 8a and the second reflecting member 8b is d 1 , and the inner diameter of the second reflecting member 8b is d 2 .
For example, θ 1 = θ 2 = 0.2 degrees, d 1 = 0.08 mm, d
2 = 0.24 mm, L = 2 mm, θ t = 0.5 degree,
θ 1out = 0.14 degrees <θ 1 , θ 2out = 0.25 degrees> θ 2
Becomes
【0047】このように、広がり角変換導光路8により
広がり角が変換された出射レーザ光9は、広がり角変換
導光路8の出射端面13を結像するように第2のレンズ
7によって被照射体6に照射される。In this way, the emitted laser light 9 whose divergence angle is converted by the divergence angle conversion light guide path 8 is irradiated by the second lens 7 so as to form an image on the emission end face 13 of the divergence angle conversion light guide path 8. The body 6 is irradiated.
【0048】図4はこの実施例による光伝送装置による
結像面近傍のレーザ光の様子を示す説明図であり、図に
おいて、6aは結像面、14は従来の光伝送装置から出
射されたレーザ光の一例、15は第1の反射部材8aと
第2の反射部材8bとの間から出射したレーザ光の一
例、16は第2の反射部材8b内から出射した光の一例
である。図4に示すように、広がり角変換導光路8によ
り広がり角がより小さく変換されたレーザ光15は、従
来のレーザ光14よりも小さい角度で広がっていく。ま
た、広がり角がより大きく変換された光16は結像の中
側から広がっていくため、結像スポットの外径(図4で
は半径r)のA倍になる距離を焦点深度と定義すると、
従来よりも長い焦点深度を確保することができる。FIG. 4 is an explanatory view showing a state of laser light in the vicinity of the image plane by the optical transmission apparatus according to this embodiment. In the figure, 6a is an image plane and 14 is a beam emitted from a conventional optical transmission apparatus. An example of the laser light, 15 is an example of the laser light emitted from between the first reflection member 8a and the second reflection member 8b, and 16 is an example of the light emitted from the inside of the second reflection member 8b. As shown in FIG. 4, the laser light 15 whose divergence angle is converted to a smaller one by the divergence angle conversion light guide 8 spreads at an angle smaller than that of the conventional laser light 14. Further, since the light 16 whose divergence angle has been converted to a greater extent spreads from the center of the image, a distance that is A times the outer diameter (radius r in FIG. 4) of the imaged spot is defined as the depth of focus.
It is possible to secure a longer depth of focus than before.
【0049】図5はこの実施例による光伝送装置及び従
来の光伝送装置における焦点深度と結像倍率の関係を計
算した結果を示すグラフ図である。同一焦点深度で比較
すると、従来よりも結像倍率を小さくできるため、同一
コア径の光ファイバー3を用いた場合は、より小さい結
像スポットを得ることができ、また、従来と同一径の結
像スポットの場合は、より大きいコア径の光ファイバー
3を用いることが可能となる。FIG. 5 is a graph showing the result of calculation of the relationship between the depth of focus and the imaging magnification in the optical transmission apparatus according to this embodiment and the conventional optical transmission apparatus. When compared at the same depth of focus, the imaging magnification can be made smaller than in the prior art. Therefore, when the optical fiber 3 having the same core diameter is used, a smaller imaging spot can be obtained, and the imaging having the same diameter as the conventional one. In the case of a spot, it becomes possible to use an optical fiber 3 having a larger core diameter.
【0050】尚、この実施例では、既に述べたように、
第1及び第2の反射部材8a,8bは円筒形状又は板形
状であり、板形状の場合には上記した作用は1次元的な
ものに限定され、円筒形状の場合には、上記した作用は
2次元的に及ぼされることは言うまでもない。In this embodiment, as described above,
The first and second reflecting members 8a and 8b have a cylindrical shape or a plate shape. In the case of a plate shape, the above-mentioned action is limited to one-dimensional, and in the case of a cylindrical shape, the above-mentioned action is It goes without saying that it is two-dimensionally affected.
【0051】また、この実施例では、第1及び第2の反
射部材8a,8bは金属製であるとしたが、光を反射す
る物質ならばこれに限定されるものではない。In this embodiment, the first and second reflecting members 8a and 8b are made of metal, but the material is not limited to this as long as it is a substance that reflects light.
【0052】さらに、広がり角変換導光路8を構成する
反射部材の数及び反射部材間の媒質の種類も上記したも
のに限定されるものではない。Further, the number of reflecting members forming the divergence angle converting light guide 8 and the kind of medium between the reflecting members are not limited to those described above.
【0053】実施例2.図6はこの発明の他の実施例に
よる光伝送装置における広がり角変換導光路8の構成を
示す断面図であり、図において、図3の参照符号と同一
の符号は同一の部分を示しており重複説明は省略する。
また、図において、17は、第1及び第2の反射部材8
a,8b間の媒質の屈折率よりも大きい屈折率を有する
媒質である。Embodiment 2 FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the divergence angle conversion light guide 8 in the optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts. A duplicate description will be omitted.
Further, in the figure, 17 is the first and second reflecting members 8
It is a medium having a refractive index higher than that of the medium between a and 8b.
【0054】図6に示すように、長さLの広がり角変換
導光路8は、光ファイバー3からの出射レーザ光5の光
軸12に平行な第1の反射面80aを有する第1の反射
部材8aと、光軸12に対して傾き角θt2で傾いた第2
及び第3の反射面80b,80cを有する第2の反射部
材8bとから構成されており、広がり角変換導光路8に
入射したレーザ光は各反射面80a,80b,80cで
反射しながら導光される。この実施例では、上記実施例
1と同様に第1及び第2の反射部材8a,8bは金属製
であり、第1及び第2の反射部材8a,8b間の媒質は
空気であり、第2の反射部材8b内の媒質は空気の屈折
率よりも大きい屈折率をもつものである。As shown in FIG. 6, the divergence angle conversion light guide 8 having the length L has a first reflecting member having a first reflecting surface 80a parallel to the optical axis 12 of the laser light 5 emitted from the optical fiber 3. 8a and the second tilted at the tilt angle θ t2 with respect to the optical axis 12.
And a second reflecting member 8b having third reflecting surfaces 80b and 80c, the laser light incident on the divergence angle converting light guide path 8 is guided while being reflected by the respective reflecting surfaces 80a, 80b and 80c. To be done. In this embodiment, as in the first embodiment, the first and second reflecting members 8a and 8b are made of metal, the medium between the first and second reflecting members 8a and 8b is air, and the second The medium in the reflecting member 8b has a refractive index larger than that of air.
【0055】次に動作について説明する。以下では、こ
の実施例による広がり角変換導光路8の特徴的な動作に
ついてのみ述べ、その他の部分については上記実施例1
と同様であるので重複説明は省略する。第1及び第2の
反射部材8a,8b間の媒質の屈折率をn1 、第2の反
射部材8b内の媒質の屈折率をn2 とすると、第1及び
第2の反射部材8a,8b間に入射したレーザ光9a
(波線で示す)の最大入射角θ1 と第2の反射部材8b
内に入射したレーザ光9b(実線で示す)の最大入射角
θ2 とは、スネルの法則から、光ファイバー3からの出
射レーザ光5の最大広がり角θ0 と空気の屈折率n0 と
を用いて次式で示される。Next, the operation will be described. In the following, only the characteristic operation of the divergence angle conversion light guide 8 according to this embodiment will be described, and the other portions will be described in the first embodiment.
Since it is similar to the above, duplicate description will be omitted. Assuming that the refractive index of the medium between the first and second reflecting members 8a and 8b is n 1 and the refractive index of the medium inside the second reflecting member 8b is n 2 , the first and second reflecting members 8a and 8b. Laser light 9a incident between
The maximum incident angle θ 1 (indicated by the broken line) and the second reflecting member 8b
The maximum incident angle θ 2 of the laser beam 9b (indicated by a solid line) that has entered the inside is the maximum spread angle θ 0 of the laser beam 5 emitted from the optical fiber 3 and the refractive index n 0 of air according to Snell's law. Is expressed by the following equation.
【0056】 θ1 =Sinー1(n0 /n1 ×Sinθ0 ) …(4) θ2 =Sinー1(n0 /n2 ×Sinθ0 ) …(5) 式(4)及び(5)からわかるように、第1及び第2の
反射部材8a,8b間の媒質の屈折率n1 及び第2の反
射部材8b内の媒質の屈折率n2 が空気の屈折率n0 よ
りも大きい場合、最大入射角θ1 ,θ2 はθ0 よりも小
さくなる。各面での反射回数mは、入射角の関数で表さ
れており、小さい角度で入射する場合、反射回数mは小
さくなる。この実施例では、第2の反射部材8b内の媒
質の屈折率n2 >空気の屈折率n0 の関係が成立してい
るので、反射回数m2 は媒質が空気の場合よりも小さい
値となり、式(2)であらわされるθ2outも小さくな
る。Θ 1 = Sin −1 (n 0 / n 1 × Sin θ 0 ) (4) θ 2 = Sin −1 (n 0 / n 2 × Sin θ 0 ) (5) Equations (4) and (5) ), The refractive index n 1 of the medium between the first and second reflecting members 8a and 8b and the refractive index n 2 of the medium in the second reflecting member 8b are larger than the refractive index n 0 of air. In this case, the maximum incident angles θ 1 and θ 2 are smaller than θ 0 . The number of reflections m on each surface is represented by a function of the incident angle, and the number of reflections m becomes small when the light is incident at a small angle. In this embodiment, since the relationship of the refractive index n 2 of the medium in the second reflecting member 8b> the refractive index n 0 of the air is established, the number of reflections m 2 becomes a value smaller than that when the medium is air. , Θ 2out expressed by the equation (2) also becomes small.
【0057】図7はこの実施例による光伝送装置におけ
る焦点深度と結像倍率の関係を計算した結果を示すグラ
フ図である。同一結像倍率の場合、この実施例による光
伝送装置は上記実施例1よりもより長い焦点深度を確保
することができる。即ち、同一焦点深度で比較すると、
従来及び実施例1よりも結像倍率を小さくできるため、
同一コア径の光ファイバー3を用いた場合は、より小さ
い結像スポットを得ることができ、また、従来及び実施
例1と同一径の結像スポットの場合は、より大きいコア
径の光ファイバー3を用いることが可能となる。FIG. 7 is a graph showing the result of calculation of the relationship between the depth of focus and the imaging magnification in the optical transmission device according to this embodiment. In the case of the same imaging magnification, the optical transmission device according to this embodiment can secure a longer depth of focus than that of the first embodiment. That is, comparing at the same depth of focus,
Since the imaging magnification can be made smaller than in the conventional case and the first embodiment,
When the optical fiber 3 having the same core diameter is used, a smaller image forming spot can be obtained, and in the case of the image forming spot having the same diameter as the conventional and the first embodiment, the optical fiber 3 having the larger core diameter is used. It becomes possible.
【0058】尚、この実施例においても、第1及び第2
の反射部材8a,8bは円筒形状又は板形状であり、板
形状の場合には上記した作用は1次元的なものに限定さ
れ、円筒形状の場合には、上記した作用は2次元的に及
ぼされることは言うまでもない。In this embodiment also, the first and second
The reflecting members 8a and 8b are cylindrical or plate-shaped, and in the case of a plate, the above-mentioned action is limited to one-dimensional, and in the case of a cylindrical shape, the above-mentioned action is two-dimensional. It goes without saying that it will be done.
【0059】また、この実施例では、第1及び第2の反
射部材8a,8bは金属製であるとしたが、光を反射す
る物質ならばこれに限定されるものではない。In this embodiment, the first and second reflecting members 8a and 8b are made of metal, but the material is not limited to this as long as it is a substance that reflects light.
【0060】さらに、広がり角変換導光路8を構成する
第1及び第2の反射部材8a,8b間の媒質を空気とし
たが、第2の反射部材8b内の媒質の屈折率よりも小さ
いものであればこれに限定されるものではない。Further, the medium between the first and second reflecting members 8a and 8b forming the divergence angle converting light guide 8 is air, but the medium is smaller than the refractive index of the medium in the second reflecting member 8b. However, it is not limited to this.
【0061】実施例3.図8はこの発明の他の実施例に
よる光伝送装置の広がり角変換導光路8の構成を示す断
面図であり、図において、図3の参照符号と同一の符号
は同一の部分を示しており重複説明は省略する。また、
図において、19は第1及び第2の反射面80a,80
bを有する円筒形状又は板形状の第1の透明部材、20
は第3の反射面80cを有する円筒形状又は板形状の第
2の透明部材、21aは第1の透明部材19内に入射し
たレーザ光の一例、21bは第2の透明部材20内に入
射したレーザ光の一例である。尚、第1の透明部材19
が板形状である場合、この第1の透明部材19は2つの
板部材から構成される。また、図8に示すように、第1
及び第2の透明部材19,20は密着されておらず、そ
れらの透明部材19,20間の間隙には第1及び第2透
明部材19,20の屈折率よりも小さい屈折率を有する
媒質、例えば空気から成る空気層が設けられている。Example 3. FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the divergence angle conversion light guide 8 of the optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts. A duplicate description will be omitted. Also,
In the figure, 19 is the first and second reflecting surfaces 80a, 80.
a cylindrical or plate-shaped first transparent member having b, 20
Is a cylindrical or plate-shaped second transparent member having the third reflection surface 80c, 21a is an example of laser light incident on the first transparent member 19, and 21b is incident on the second transparent member 20. It is an example of a laser beam. The first transparent member 19
Is a plate shape, the first transparent member 19 is composed of two plate members. In addition, as shown in FIG.
The second transparent members 19 and 20 are not in close contact with each other, and a medium having a refractive index smaller than the refractive index of the first and second transparent members 19 and 20 is provided in the gap between the transparent members 19 and 20. An air layer, for example of air, is provided.
【0062】次に動作について説明する。以下では、こ
の実施例による広がり角変換導光路8の特徴的な動作に
ついてのみ述べ、その他の部分については上記実施例1
と同様であるので重複説明は省略する。光ファイバー3
から出射した出射レーザ光5は長さLの広がり角変換導
光路8の第1及び第2の透明部材19,20に入射す
る。光軸12に平行な第1の反射面80aと光軸12に
対して傾き角θt3で傾いた第2の反射面80bとを有
する第1の透明部材19に入射したレーザ光は、レーザ
光21aのように第1の反射面80aと第2の反射面8
0bとで交互に全反射しながら第1の透明部材19内を
導光される。一方、第3の反射面80cを有する第2の
透明部材20に入射したレーザ光はレーザ光21bのよ
うに第3の反射面80c内で複数回全反射しながら第2
の透明部材20内を導光される。Next, the operation will be described. In the following, only the characteristic operation of the divergence angle conversion light guide 8 according to this embodiment will be described, and the other portions will be described in the first embodiment.
Since it is similar to the above, duplicate description will be omitted. Optical fiber 3
The emitted laser light 5 emitted from the laser light enters the first and second transparent members 19 and 20 of the divergence angle conversion light guide 8 having the length L. The laser light incident on the first transparent member 19 having the first reflection surface 80a parallel to the optical axis 12 and the second reflection surface 80b inclined at the inclination angle θt3 with respect to the optical axis 12 is the laser light 21a. Like the first reflective surface 80a and the second reflective surface 8
The light is guided through the first transparent member 19 while being totally reflected alternately with 0b. On the other hand, the laser light incident on the second transparent member 20 having the third reflecting surface 80c is totally reflected a plurality of times within the third reflecting surface 80c like the laser light 21b, and then the second
The light is guided through the transparent member 20.
【0063】このように、この実施例によれば、光ファ
イバー3からの出射レーザ光5は広がり角変換導光路8
の第1及び第2の透明部材19,20で全反射しながら
導光されるので、反射時のレーザ光の光エネルギー損失
をなくすことができる。As described above, according to this embodiment, the laser light 5 emitted from the optical fiber 3 is converted into the divergence angle conversion light guide path 8.
Since the light is guided while being totally reflected by the first and second transparent members 19 and 20, it is possible to eliminate the light energy loss of the laser light at the time of reflection.
【0064】尚、この実施例においても、第1及び第2
の透明部材19,20は円筒形状又は板形状であり、板
形状の場合には上記した作用は1次元的なものに限定さ
れ、円筒形状の場合には、上記した作用は2次元的に及
ぼされることは言うまでもない。Incidentally, also in this embodiment, the first and second
The transparent members 19 and 20 are cylindrical or plate-shaped, and in the case of a plate, the above-mentioned action is limited to one-dimensional, and in the case of a cylindrical shape, the above-mentioned action is two-dimensional. It goes without saying that it will be done.
【0065】また、第1及び第2の透明部材19,20
は、異なる材質で作られてもよいし、同一の材質で作ら
れてもよい。Further, the first and second transparent members 19 and 20
May be made of different materials or the same material.
【0066】実施例4.図9はこの発明の他の実施例に
よる光伝送装置の広がり角変換導光路8のための冷却装
置の構成を示す断面図であり、図において、図8の参照
符号と同一の符号は同一の部分を示しており重複説明は
省略する。また、図において、22a,22bは窓用透
明部材、23は第1及び第2の透明部材19,20を冷
却する気体又は液体の冷却用流体、24は窓用透明部材
22a,22bを保持するとともに冷却用流体23が流
入、流出するための開口部を有する保持部材である。Example 4. FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a cooling device for a spread angle converting light guide 8 of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. Only the parts are shown and duplicate explanations are omitted. Further, in the figure, 22a and 22b are transparent members for windows, 23 is a gas or liquid cooling fluid for cooling the first and second transparent members 19 and 20, and 24 is a transparent member for windows 22a and 22b. A holding member having an opening through which the cooling fluid 23 flows in and out.
【0067】次に動作について説明する。以下では、こ
の実施例による広がり角変換導光路8の冷却装置の特徴
的な動作についてのみ述べ、その他の部分については上
記実施例1及び実施例3と同様であるので重複説明は省
略する。広がり角変換導光路8及び窓用透明部材22
a,22bは、保持部材24で保持されている。保持部
材24に設けられた開口部を介して、冷却用流体23は
広がり角変換導光路8の入射面側から流入し、第1及び
第2の透明部材19,20の間の間隙を流れ第1及び第
2の透明部材19,20を冷却し、広がり角変換導光路
8の出射面側の開口部から外部へ流出する。これによ
り、冷却用流体23は、第1及び第2の透明部材19,
20におけるレーザ光の光エネルギー損失による熱膨張
を抑制することができる。Next, the operation will be described. In the following, only the characteristic operation of the cooling device for the divergence angle conversion light guide path 8 according to this embodiment will be described, and the other parts are the same as those in the above-described first and third embodiments, and thus the duplicate description will be omitted. Spreading angle conversion light guide 8 and window transparent member 22
The members a and 22b are held by a holding member 24. The cooling fluid 23 flows in through the opening provided in the holding member 24 from the incident surface side of the divergence angle conversion light guide path 8 and flows through the gap between the first and second transparent members 19 and 20. The first and second transparent members 19 and 20 are cooled, and flow out to the outside from the opening of the divergence angle conversion light guide 8 on the emission surface side. As a result, the cooling fluid 23 is supplied to the first and second transparent members 19,
It is possible to suppress thermal expansion due to optical energy loss of the laser light in 20.
【0068】冷却用流体23の屈折率は、第1及び第2
の透明部材19,20の屈折率よりも小さいことは言う
までもない。これにより、広がり角変換導光路8に入射
したレーザ光は第1及び第2の透明部材19,20の第
1、第2及び第3の反射面80a,80b,80cで全
反射しながら導光される。The refraction index of the cooling fluid 23 is the first and the second.
Needless to say, it is smaller than the refractive index of the transparent members 19 and 20. As a result, the laser light incident on the divergence angle conversion light guide path 8 is guided while being totally reflected by the first, second and third reflection surfaces 80a, 80b, 80c of the first and second transparent members 19, 20. To be done.
【0069】実施例5.図10はこの発明の他の実施例
による光伝送装置の広がり角変換導光路8を示す構成図
であり、図において、図1及び図3の参照符号と同一の
符号は同一の部分を示しており重複説明は省略する。ま
た、図において、25は拡大結像レンズ、26は光ファ
イバー3の出射端面11の拡大結像面である。Example 5. FIG. 10 is a configuration diagram showing a divergence angle conversion light guide 8 of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 3 denote the same parts. Therefore, duplicate description will be omitted. Further, in the figure, 25 is a magnifying image forming lens, and 26 is a magnifying image forming surface of the exit end face 11 of the optical fiber 3.
【0070】次に動作について説明する。以下では、こ
の実施例による広がり角変換導光路8の特徴的な動作に
ついてのみ述べ、その他の部分については上記実施例1
と同様であるので重複説明は省略する。光ファイバー3
の出射端面11から出力した出射レーザ光5は拡大結像
レンズ25で拡大結像され、広がり角変換導光路8に入
射される。広がり角変換導光路8は、光ファイバー3の
出射端面11の拡大結像面26に入り口面が一致するよ
う設置されている。Next, the operation will be described. In the following, only the characteristic operation of the divergence angle conversion light guide 8 according to this embodiment will be described, and the other portions will be described in the first embodiment.
Since it is similar to the above, duplicate description will be omitted. Optical fiber 3
The outgoing laser light 5 output from the outgoing end face 11 of is expanded and imaged by the magnifying and imaging lens 25 and is incident on the divergence angle conversion light guide 8. The divergence angle conversion light guide path 8 is installed so that the entrance surface thereof coincides with the enlarged image forming surface 26 of the exit end surface 11 of the optical fiber 3.
【0071】このように、この実施例によれば、拡大結
像レンズ25で光ファイバー3の出射レーザ光5を拡大
結像することにより、広がり角変換導光路8の口径を光
ファイバー3よりも大きいものとすることができる。As described above, according to this embodiment, the laser beam 5 emitted from the optical fiber 3 is magnified and imaged by the magnifying and imaging lens 25 so that the divergence angle conversion light guide 8 has a larger diameter than the optical fiber 3. Can be
【0072】実施例6.図11はこの発明の他の実施例
による光伝送装置を示す構成図であり、図において、図
1の参照符号と同一の符号は同一の部分を示しており重
複説明は省略する。また、図において、27は光ファイ
バー3へのレーザ光の入射角度を制御する入射角度制御
機構(入射角度制御手段)である。Example 6. FIG. 11 is a block diagram showing an optical transmission apparatus according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, and a duplicate description will be omitted. Further, in the figure, reference numeral 27 is an incident angle control mechanism (incident angle control means) for controlling the incident angle of the laser light on the optical fiber 3.
【0073】次に動作について説明する。以下では、こ
の実施例による広がり角変換導光路8の特徴的な動作に
ついてのみ述べ、その他の部分については上記実施例1
と同様であるので重複説明は省略する。図11に示すよ
うに、レーザ発振器1から出力された出射レーザ光2は
第1のレンズ4で集束されて光ファイバー3にこの一端
面から入射する。この際、光ファイバー3の入口部に設
けられた入射角制御機構27により、光ファイバー3の
光軸と入射レーザ光の光軸との間の角度がθとなり、且
つ、光ファイバー3の入口の中心位置に入射するよう制
御される。Next, the operation will be described. In the following, only the characteristic operation of the divergence angle conversion light guide 8 according to this embodiment will be described, and the other portions will be described in the first embodiment.
Since it is similar to the above, duplicate description will be omitted. As shown in FIG. 11, the emitted laser light 2 output from the laser oscillator 1 is focused by the first lens 4 and enters the optical fiber 3 from this one end surface. At this time, the angle between the optical axis of the optical fiber 3 and the optical axis of the incident laser beam becomes θ by the incident angle control mechanism 27 provided at the entrance of the optical fiber 3, and the center position of the entrance of the optical fiber 3 is set. It is controlled to be incident.
【0074】図12(a)及び12(b)はそれぞれ光
ファイバー3に対して入射角度を0度から変化させた場
合の光ファイバー3の出射レーザ光、及び広がり角変換
導光路8の出射レーザ光の強度分布を示すグラフ図であ
る。図12(a)に示すように、光ファイバー3に対し
て入射角度を0度から徐々に大きく変化させて入射する
と、光ファイバー3の出射レーザ光の強度分布は、略ガ
ウス状から略矩形状、さらには略円環状へと変化させる
ことができる。これに応じて、広がり角変換導光路8に
入射するレーザ光の強度分布を変化させることができ、
図12(b)に示すように、広がり角変換導光路8から
出射するレーザ光の強度分布が変化することとなり、被
照射体6へ照射するレーザ光の強度分布を変化させるこ
とが可能となる。12 (a) and 12 (b) respectively show the laser light emitted from the optical fiber 3 and the laser light emitted from the divergence angle conversion light guide 8 when the incident angle with respect to the optical fiber 3 is changed from 0 degree. It is a graph which shows intensity distribution. As shown in FIG. 12A, when the incident angle is gradually changed from 0 degree to the optical fiber 3 and the light is incident, the intensity distribution of the laser light emitted from the optical fiber 3 changes from a substantially Gaussian shape to a substantially rectangular shape. Can be changed to a substantially annular shape. According to this, the intensity distribution of the laser light incident on the divergence angle conversion light guide path 8 can be changed,
As shown in FIG. 12B, the intensity distribution of the laser light emitted from the divergence angle conversion light guide path 8 changes, and the intensity distribution of the laser light applied to the irradiation target 6 can be changed. .
【0075】実施例7.図13はこの発明の他の実施例
による光伝送装置の入射光学系の構成を示す斜視図であ
り、図において、図1の参照符号と同一の符号は同一の
部分を示しており重複説明は省略する。また、図におい
て、28は長焦点距離の穴あき凹面ミラー、29は穴あ
き凹面ミラー28の開口部、30は光エネルギー量測定
装置(光エネルギー量測定手段)である。Example 7. FIG. 13 is a perspective view showing the structure of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts, and a duplicate description will be omitted. Omit it. In the figure, 28 is a long-focal-length concave concave mirror, 29 is an opening of the concave concave mirror 28, and 30 is a light energy measuring device (light energy measuring means).
【0076】次に動作について説明する。レーザ発振器
1の発振状態は長時間では一定ではなく、出射レーザ光
2の出射方向や広がり角が変化するという現象が一般的
に観察されている。出射角の変化は、第1のレンズ4の
集光スポット位置を変化させることとなり、広がり角の
変化は、集光スポット径を変化させることとなる。いず
れにおいても、固定した集光用の第1のレンズ4と光フ
ァイバー3との位置関係においては、光エネルギーの結
合率の変化につながり、光ファイバー3のコア以外に照
射される光エネルギーにより、光ファイバー3が損傷さ
れることとなる。Next, the operation will be described. It is generally observed that the oscillation state of the laser oscillator 1 is not constant over a long period of time, and the emission direction and the spread angle of the emitted laser light 2 change. A change in the emission angle changes the focused spot position of the first lens 4, and a change in the spread angle changes the focused spot diameter. In either case, in the positional relationship between the fixed first lens 4 for focusing light and the optical fiber 3, the optical fiber 3 is changed by the change in the coupling ratio of the optical energy, and the optical energy applied to the portion other than the core of the optical fiber 3. Will be damaged.
【0077】図13に示すように、第1のレンズ4は開
口部29を通過したレーザ光のみを光ファイバー3に導
光する。開口部29の大きさは、レーザ発振器1からの
出射レーザ光2の光エネルギー損失ができるだけ少ない
ように設定されている。第1のレンズ4は、開口部29
を光ファイバー3のコア端面に結像するようにその焦点
距離及び位置関係が選ばれている。例えば、出射レーザ
光2の強度分布がガウス分布で1/e2 径がφ5mmの場
合、開口部29の径をφ10mmとすると、出射レーザ光
2の光エネルギーの約99%を透過させることができ
る。穴あき凹面ミラー28から第1のレンズ4までの距
離aと、第1のレンズ4から光ファイバー3のコア端面
までの距離bをそれぞれ500mm,50mmにすると、コ
ア径φ1mmの光ファイバー3に出射レーザ光2の光エネ
ルギーの約99%を導光できる。このことから、開口部
29を光ファイバー3のコア端面に結像することによ
り、レーザ発振器1の発振状態によらず、光ファイバー
3を損傷することなく長時間安定して出射レーザ光2を
光ファイバー3に導光できることがわかる。As shown in FIG. 13, the first lens 4 guides only the laser light passing through the opening 29 to the optical fiber 3. The size of the opening 29 is set so that the light energy loss of the laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 is as small as possible. The first lens 4 has an opening 29.
The focal length and the positional relationship are selected so as to form an image on the end face of the core of the optical fiber 3. For example, when the intensity distribution of the emitted laser beam 2 is a Gaussian distribution and the 1 / e 2 diameter is φ5 mm, if the diameter of the opening 29 is φ10 mm, about 99% of the optical energy of the emitted laser beam 2 can be transmitted. . When the distance a from the perforated concave mirror 28 to the first lens 4 and the distance b from the first lens 4 to the core end surface of the optical fiber 3 are 500 mm and 50 mm, respectively, the laser light emitted to the optical fiber 3 with a core diameter of φ1 mm is emitted. About 99% of the light energy of 2 can be guided. From this, by forming the image of the opening 29 on the end surface of the core of the optical fiber 3, the emitted laser light 2 can be stably reflected on the optical fiber 3 for a long time without damaging the optical fiber 3 regardless of the oscillation state of the laser oscillator 1. You can see that you can guide light.
【0078】また、長焦点距離の穴あき凹面ミラー28
は、光軸に対してわずかに傾いて設置されており、穴あ
き凹面ミラー28によって集光された出射レーザ光2の
光エネルギーは、光エネルギー量を測定する光エネルギ
ー量測定装置30に入射される。レーザ発振器1からの
出射レーザ光2の出射方向や広がり角の変化は、光エネ
ルギー量測定装置30で測定される光エネルギー量の変
化となって観察できるため、レーザ発振器1の状態変化
を知ることができる。Further, a concave mirror 28 with a long focal length and having a hole is provided.
Is installed so as to be slightly inclined with respect to the optical axis, and the light energy of the emitted laser light 2 collected by the concave mirror with a hole 28 is incident on the light energy measuring device 30 for measuring the light energy. It Since changes in the emission direction and spread angle of the emitted laser beam 2 from the laser oscillator 1 can be observed as changes in the amount of light energy measured by the optical energy amount measuring device 30, it is necessary to know the state change of the laser oscillator 1. You can
【0079】さらに、穴あき凹面ミラー28は、その開
口部29以外の面が鏡面となっているので、開口部29
の冷却機構を省略することもできる。Further, since the surface of the perforated concave mirror 28 other than the opening 29 is a mirror surface, the opening 29
It is also possible to omit the cooling mechanism.
【0080】実施例8.図14はこの発明の他の実施例
による光伝送装置の入射光学系の構成を示す断面図であ
り、図において、図13の参照符号と同一の符号は同一
の部分を示しており重複説明は省略する。また、図にお
いて、31はレーザ発振器1からの出射レーザ光2の一
部の広がり角を小さくする平行透明基板、32は平行透
明基板31の屈折率分布形成部(光学手段)、33は平
行透明基板31の屈折率分布形成部32からの出射レー
ザ光、34は平行透明基板31の屈折率分布形成部32
以外の部分からの出射レーザ光である。また、図15は
平行透明基板31の平面図である。Example 8. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. Omit it. Further, in the figure, 31 is a parallel transparent substrate that reduces the spread angle of a part of the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 1, 32 is a refractive index distribution forming portion (optical means) of the parallel transparent substrate 31, and 33 is parallel transparent. Laser light emitted from the refractive index distribution forming portion 32 of the substrate 31, 34 is the refractive index distribution forming portion 32 of the parallel transparent substrate 31.
It is the laser light emitted from other parts. Further, FIG. 15 is a plan view of the parallel transparent substrate 31.
【0081】次に動作について説明する。レーザ発振器
1からの出射レーザ光2は、わずかな広がり角を持って
いる。平行透明基板31は、出射レーザ光2の光軸付近
の広がり角のみを小さくするためのものであり、図15
に示すように、その平板透明基板31の一部にイオン交
換法などで屈折率分布形成部32を設けたものである。
屈折率分布形成部32から出射する出射レーザ光33
は、屈折率分布形成部32の屈折力により、屈折率分布
形成部32を通過しなかった出射レーザ光34よりも小
さい広がり角を持つこととなる。出射レーザ光33及び
34は、第1のレンズ4により集光されることとなる
が、広がり角が異なるため、集光位置が異なるところに
集光される。より小さい広がり角の出射レーザ光33の
集光位置Aが、出射レーザ光34の集光位置Bよりも第
1のレンズ4に近くなる。Next, the operation will be described. The laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 has a slight divergence angle. The parallel transparent substrate 31 is for reducing only the divergence angle near the optical axis of the emitted laser light 2, and FIG.
As shown in FIG. 7, a part of the flat transparent substrate 31 is provided with a refractive index distribution forming portion 32 by an ion exchange method or the like.
Emitted laser light 33 emitted from the refractive index distribution forming unit 32
Has a divergence angle smaller than that of the emitted laser light 34 that did not pass through the refractive index distribution forming portion 32 due to the refractive power of the refractive index distribution forming portion 32. The emitted laser beams 33 and 34 are focused by the first lens 4, but have different spread angles and thus are focused at different focusing positions. The condensing position A of the emitted laser light 33 having a smaller divergence angle is closer to the first lens 4 than the condensing position B of the emitted laser light 34.
【0082】図16は従来の入射光学系による集光位置
での光エネルギーの集中分布とこの実施例の入射光学系
による位置Bにおける光エネルギーの集中分布との比較
を示すグラフ図であり、図において、横軸は、集光スポ
ット中心から径方向の距離であり、縦軸は、径内に含ま
れる光エネルギーの割合を100%を上限に示したもの
である。図16からわかるように、この実施例によれ
ば、光エネルギーの局所的な集中が改善されており、局
所的なパワー密度を下げることができる。従って、位置
B近傍に光ファイバー3の入射端面を設置することによ
り、光ファイバー3の損傷を抑制することができ、より
大きい光エネルギー量を光ファイバー3に導光すること
が可能となる。FIG. 16 is a graph showing a comparison of the light energy concentration distribution at the condensing position by the conventional incident optical system and the light energy concentration distribution at the position B by the incident optical system of this embodiment. In, the horizontal axis represents the distance in the radial direction from the center of the focused spot, and the vertical axis represents the ratio of the light energy contained in the diameter with 100% as the upper limit. As can be seen from FIG. 16, according to this embodiment, the local concentration of light energy is improved, and the local power density can be reduced. Therefore, by disposing the incident end face of the optical fiber 3 near the position B, damage to the optical fiber 3 can be suppressed, and a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber 3.
【0083】実施例9.図17はこの発明の他の実施例
による光伝送装置の入射光学系の構成を示す断面図であ
り、図において、図14の参照符号と同一の符号は同一
の部分を示しており重複説明は省略する。また、図にお
いて、35はレーザ発振器1からの出射レーザ光2の一
部の広がり角を小さくするためのシリンドリカルレンズ
(光学手段)、36はシリンドリカルレンズ35の出射
レーザ光である。Example 9. FIG. 17 is a cross-sectional view showing the structure of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. Omit it. Further, in the figure, reference numeral 35 is a cylindrical lens (optical means) for reducing the spread angle of a part of the laser light 2 emitted from the laser oscillator 1, and 36 is the laser light emitted from the cylindrical lens 35.
【0084】次に動作について説明する。レーザ発振器
1からの出射レーザ光2は、わずかな広がり角を持って
いる。図17におけるx方向に屈折力を持ったシリンド
リカルレンズ35を出射した出射レーザ光36は、シリ
ンドリカルレンズ35の屈折力により、シリンドリカル
レンズ35を通過しなかった他の出射レーザ光2よりも
x方向では、小さい広がり角を持つこととなる。出射レ
ーザ光36及び他の出射レーザ光2は、第1のレンズ4
により集光されることとなるが、広がり角が異なるので
集光位置が異なるところに集光される。より小さい広が
り角の出射レーザ光36の集光位置Aは、他の出射レー
ザ光2の集光位置Bよりも第1のレンズ4に近くなる。Next, the operation will be described. The laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 has a slight divergence angle. The emitted laser light 36 emitted from the cylindrical lens 35 having a refractive power in the x direction in FIG. 17 is more in the x direction than the other emitted laser light 2 that has not passed through the cylindrical lens 35 due to the refractive power of the cylindrical lens 35. , Will have a small spread angle. The emitted laser light 36 and the other emitted laser light 2 are emitted from the first lens 4
However, since the divergence angle is different, the light is condensed at a different condensing position. The condensing position A of the emitted laser light 36 having a smaller divergence angle is closer to the first lens 4 than the condensing position B of the other emitted laser light 2.
【0085】従って、この実施例によれば、上記実施例
8と同様に、光エネルギーの局所的な集中が改善されて
おり、位置B近傍に光ファイバー3の入射端面を設置す
ることにより、光ファイバー3の損傷を抑制することが
できるため、より大きい光エネルギー量を光ファイバー
3に導光することができる。Therefore, according to this embodiment, the local concentration of the light energy is improved as in the case of the above-mentioned embodiment 8, and by disposing the incident end face of the optical fiber 3 near the position B, the optical fiber 3 Since it is possible to suppress damage to the optical fiber 3, a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber 3.
【0086】実施例10.図18はこの発明の他の実施
例による光伝送装置の入射光学系の構成を示す断面図で
あり、図において、図14の参照符号と同一の符号は同
一の部分を示しており重複説明は省略する。また、図に
おいて37は光学フィルター、38は光学フィルター3
7を構成する透光性基板、39は第1の透光層、40は
第2の透光層である。Example 10. FIG. 18 is a cross-sectional view showing the structure of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 14 denote the same parts, and a duplicate description will be omitted. Omit it. In the figure, 37 is an optical filter, 38 is an optical filter 3.
A light-transmissive substrate constituting 7, a first light-transmissive layer 39, and a second light-transmissive layer 40.
【0087】図19(a)は、光学フィルター37の構
成を模式的に示す平面図であり、図19(b)は図19
(a)のAーA’線の沿った光学フィルター37の断面
図である。光学フィルター37は透光性基板38の片面
に中央部と周縁部とで屈折率の異なる2種の第1及び第
2の透光層39,40を均一の厚さに積層形成して構成
されている。両透光層39,40の屈折率はいずれが小
さくても、いずれが大きくてもよい。また、光学フィル
ター37の径d2は、出射レーザ光2の光エネルギーを
十分透過できる大きさである。FIG. 19 (a) is a plan view schematically showing the structure of the optical filter 37, and FIG. 19 (b) is shown in FIG.
It is sectional drawing of the optical filter 37 along the AA 'line of (a). The optical filter 37 is formed by laminating two kinds of first and second light transmitting layers 39 and 40 having different refractive indexes at a central portion and a peripheral portion on one surface of a light transmitting substrate 38 in a uniform thickness. ing. The light transmissive layers 39 and 40 may each have a low refractive index or a high refractive index. The diameter d2 of the optical filter 37 is large enough to transmit the light energy of the emitted laser light 2.
【0088】次に動作について説明する。レーザ発振器
1からの出射レーザ光2は、第1のレンズ4の直前に設
置された光学フィルター37の第1の透光層39及び第
2の透光層40を透過して位相の空間分布を変化させら
れた状態で第1のレンズ4により集光される。Next, the operation will be described. The laser light 2 emitted from the laser oscillator 1 passes through the first light transmitting layer 39 and the second light transmitting layer 40 of the optical filter 37 installed immediately before the first lens 4 and has a spatial phase distribution. The light is condensed by the first lens 4 in the changed state.
【0089】図20(a)は、光学フィルター37に入
射する前の出射レーザ光2の位相分布図、図20(b)
は、第1の透光層39の屈折率(nc とする)が第2の
透光層40の屈折率(nd とする)よりも大きい光学フ
ィルター37を透過した後の出射レーザ光2の位相分布
図であり、横軸はレーザビーム中心から径方向距離を、
縦軸は位相を示している。図20(a)及び図20
(b)から明らかなように、光学フィルター37に入射
する前においては、位相はビームの径方向において略直
線に近い曲率の球面となっているが、光学フィルター3
7透過後は、第1及び第2の透光層39,40の厚さを
Δ、レーザ光の波長をλとして、(nc −n d )×Δ×
λだけ、第1の透光層39を透過した出射レーザ光2の
位相が第2の透光層40を透過した出射レーザ光2の位
相よりも遅れることとなる。FIG. 20A shows the optical filter 37
Phase distribution diagram of emitted laser beam 2 before irradiation, FIG.
Is the refractive index (nc Is the second)
Refractive index of transparent layer 40 (nd Optical fiber
Phase distribution of the emitted laser beam 2 after passing through the filter 37
In the figure, the horizontal axis represents the radial distance from the center of the laser beam,
The vertical axis represents the phase. 20 (a) and 20
As apparent from (b), the light enters the optical filter 37.
The phase is approximately straight in the radial direction of the beam.
It is a spherical surface with a curvature close to a line, but the optical filter 3
After passing through 7, the thickness of the first and second translucent layers 39 and 40 is changed.
Δ and the wavelength of the laser light is λ, (nc -N d ) × Δ ×
Only λ of the emitted laser light 2 transmitted through the first transparent layer 39
The phase of the emitted laser light 2 having the phase transmitted through the second transparent layer 40.
It will be later than the phase.
【0090】図21は第1のレンズ4による集光面上で
の強度分布例を示すグラフ図であり、横軸は集光スポッ
トの径方向距離を、縦軸は強度を示している。また、図
22はこの実施例の入射光学系及び従来の入射光学系に
よる集光位置での出射レーザ光2の光エネルギーの集中
分布を示してあり、横軸は集光スポット中心から径方向
の距離、縦軸は径内に含まれる光エネルギーの割合を1
00%を上限に示したものである。これらの図から明ら
かなように、この実施例により第1のレンズ4による集
光スポットの強度分布が大きく変化しており、光エネル
ギーの局所的な集中が改善されており、局所的なパワー
密度を下げることができる。FIG. 21 is a graph showing an example of the intensity distribution on the light-collecting surface by the first lens 4, where the horizontal axis represents the radial distance of the focused spot and the vertical axis represents the intensity. Further, FIG. 22 shows the concentration distribution of the optical energy of the emitted laser light 2 at the converging position by the incident optical system of this example and the conventional incident optical system, and the horizontal axis represents the radial direction from the center of the converging spot. Distance, vertical axis is the ratio of the light energy contained in the diameter is 1
The upper limit is 00%. As is clear from these figures, the intensity distribution of the focused spot by the first lens 4 is greatly changed by this embodiment, the local concentration of light energy is improved, and the local power density is improved. Can be lowered.
【0091】従って、この実施例によれば、上記実施例
8及び実施例9と同様に、光エネルギーの局所的な集中
が改善されており、その集光面近傍に光ファイバー3の
入射端面を設置することにより、光ファイバー3の損傷
を抑制することができるので、より大きい光エネルギー
量を光ファイバー3に導光することができる。Therefore, according to this embodiment, similarly to Embodiments 8 and 9, the local concentration of light energy is improved, and the incident end face of the optical fiber 3 is installed in the vicinity of the light collecting surface. By doing so, damage to the optical fiber 3 can be suppressed, and a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber 3.
【0092】言うまでもなく、光学フィルター37によ
り光は遮光されることがないため、光学フィルター37
を透過する前後のレーザ光の光エネルギーは同じであ
る。Needless to say, since the optical filter 37 does not block light, the optical filter 37
The light energy of the laser light before and after passing through is the same.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、光ファイバーから出射するレーザ光の少なくとも一
部の広がり角をより小さく変換して出射レーザ光を被照
射体上に照射する照射光学系を備えるように構成したの
で、従来よりも長い焦点深度を確保することができる効
果がある。従って、被照射体上でより小さいスポットを
得ることができ、さらにより大きいコア径ファイバーに
より高エネルギーを入射できるので、被照射体により大
きいエネルギー密度で照射することができる効果があ
る。As described above, according to the first aspect of the invention, the irradiation of irradiating the irradiated object with the emitted laser light by converting the spread angle of at least a part of the laser light emitted from the optical fiber to a smaller value. Since it is configured to include the optical system, there is an effect that it is possible to secure a longer depth of focus than before. Therefore, a smaller spot can be obtained on the object to be irradiated, and high energy can be made incident by the fiber having a larger core diameter, so that the object to be irradiated can be irradiated with a larger energy density.
【0094】請求項2の発明によれば、光ファイバーか
ら出射したレーザ光の光軸に対して平行な第1の反射面
と、第1の反射面より光軸側に設けられ、光軸に対して
傾いた第2の反射面及びその裏面である第3の反射面と
を少なくとも有する広がり角変換導光路を具備するよう
に構成したので、従来よりも長い焦点深度を確保するこ
とができる効果がある。According to the second aspect of the present invention, the first reflecting surface parallel to the optical axis of the laser light emitted from the optical fiber and the optical axis side of the first reflecting surface are provided, and the first reflecting surface is provided with respect to the optical axis. Since it is configured to include the divergence angle conversion light guide having at least the second reflecting surface inclined and the third reflecting surface which is the back surface thereof, it is possible to secure a longer depth of focus than the conventional one. is there.
【0095】請求項3の発明によれば、第1の反射面を
有する円筒形状の第1の反射部材と、光軸に対して傾い
た第2及び第3の反射面を有する円筒形状の第2の反射
部材とを具備するように構成したので、従来よりも長い
焦点深度を2次元的に確保することができる効果があ
る。According to the invention of claim 3, the cylindrical first reflecting member having the first reflecting surface and the cylindrical first reflecting member having the second and third reflecting surfaces inclined with respect to the optical axis. Since it is configured to include two reflecting members, there is an effect that a longer depth of focus can be secured two-dimensionally than in the conventional case.
【0096】請求項4の発明によれば、第3の反射面よ
り光軸側に設けられた媒質の屈折率が、第1の反射面と
第2の反射面との間に設けられた媒質の屈折率よりも大
きくなるように構成したので、広がり角変換導光路から
の出射角の拡大を抑えることができ、より長い焦点深度
を確保できる効果がある。According to the invention of claim 4, the medium provided on the optical axis side of the third reflecting surface has a refractive index of between the first reflecting surface and the second reflecting surface. Since it is configured to be larger than the refractive index of, the expansion of the emission angle from the divergence angle conversion light guide path can be suppressed, and a longer focal depth can be secured.
【0097】請求項5の発明によれば、第1及び第2の
反射面を有する第1の透明部材と、第3の反射面を有す
る第2の透明部材とを具備しており、第1及び第2の透
明部材間に空気層を具備するように構成したので、反射
時のレーザ光の光エネルギー損失を無くすことができる
効果がある。According to the fifth aspect of the invention, the first transparent member having the first and second reflecting surfaces and the second transparent member having the third reflecting surface are provided. Further, since the air layer is provided between the second transparent member and the second transparent member, there is an effect that the light energy loss of the laser light at the time of reflection can be eliminated.
【0098】請求項6の発明によれば、空気層に冷却用
流体を流す冷却手段を備えるように構成したので、第1
及び第2の透明部材の熱膨張を抑制して、広がり角変換
導光路を長寿命化することができる効果がある。According to the sixth aspect of the present invention, the cooling means for flowing the cooling fluid to the air layer is provided.
Also, there is an effect that the thermal expansion of the second transparent member is suppressed and the life of the divergence angle conversion light guide path can be extended.
【0099】請求項7の発明によれば、光ファイバーの
出口面を拡大結像する拡大結像レンズを備えており、拡
大結像レンズの拡大結像面に広がり角変換導光路の入口
面を設置するように構成したので、広がり角変換導光路
の口径を光ファイバーのよりも大きいものとすることが
でき、光ファイバーの大きさに限定されないで広がり角
変換導光路を設計できる効果がある。According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a magnifying imaging lens for magnifying and imaging the exit surface of the optical fiber, and the entrance surface of the divergence angle conversion light guide path is installed on the magnifying imaging surface of the magnifying imaging lens. With this configuration, the diameter of the divergence angle conversion light guide path can be made larger than that of the optical fiber, and the divergence angle conversion light guide path can be designed without being limited by the size of the optical fiber.
【0100】請求項8の発明によれば、入射光学系によ
り集光されたレーザ光の光軸と光ファイバーの光軸との
なす角度が0度以上になるように制御する入射角度制御
手段を備えるように構成したので、被照射体へ照射する
レーザ光の強度分布を変化できる効果がある。According to the invention of claim 8, there is provided an incident angle control means for controlling the angle formed by the optical axis of the laser beam condensed by the incident optical system and the optical axis of the optical fiber to be 0 degree or more. With this configuration, there is an effect that the intensity distribution of the laser light with which the irradiation target is irradiated can be changed.
【0101】請求項9の発明によれば、レーザ光の光軸
に対してわずかに傾いて設置され、中心部に開口部を有
する長焦点距離の穴あき凹面ミラーと、穴あき凹面ミラ
ーの開口部を光ファイバーの入口端面近傍に結像する結
像レンズとを具備するように構成したので、レーザ発振
器の発振状態によらず、光ファイバーを損傷することな
く長時間安定して光ファイバーにレーザ光を入射できる
効果がある。さらに、穴あき凹面ミラーを使用している
ので開口部の冷却機構を省略することができる効果があ
る。According to the invention of claim 9, a long-focal-length concave mirror having an opening at the center, which is installed slightly inclined with respect to the optical axis of the laser beam, and an opening of the concave-hole perforated mirror. Since it is configured to have an imaging lens that forms an image near the entrance end face of the optical fiber, the laser light is stably incident on the optical fiber for a long time without damaging the optical fiber regardless of the oscillation state of the laser oscillator. There is an effect that can be done. Further, since the perforated concave mirror is used, there is an effect that the cooling mechanism for the opening can be omitted.
【0102】請求項10の発明によれば、穴あき凹面ミ
ラーの開口部の周縁部からの反射光の光エネルギーを測
定する光エネルギー量測定手段を備えるように構成した
ので、レーザ発振器の状態変化を知ることができる効果
がある。According to the tenth aspect of the present invention, since the optical energy amount measuring means for measuring the optical energy of the reflected light from the peripheral portion of the opening of the perforated concave mirror is provided, it is possible to change the state of the laser oscillator. There is an effect that you can know.
【0103】請求項11の発明によれば、レーザ発振器
等の光源から出力したレーザ光の一部の広がり角を変化
させる光学手段を具備するように構成したので、光ファ
イバーの損傷を抑制することができるため、より大きい
光エネルギー量を光ファイバーに導光できる効果があ
る。According to the eleventh aspect of the present invention, since the optical means for changing the divergence angle of a part of the laser light output from the light source such as the laser oscillator is provided, damage to the optical fiber can be suppressed. Therefore, there is an effect that a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber.
【0104】請求項12の発明によれば、レーザ光の断
面における中心部の広がり角をより小さく変換する手段
であるように構成したので、光ファイバーの損傷を抑制
することができるため、より大きい光エネルギー量を光
ファイバーに導光できる効果がある。According to the twelfth aspect of the invention, since the means for converting the divergence angle of the central portion in the cross section of the laser light to a smaller one is constituted, damage to the optical fiber can be suppressed, so that larger light is emitted. This has the effect of guiding the amount of energy to the optical fiber.
【0105】請求項13の発明によれば、レーザ発振器
等の光源から出力したレーザ光の位相分布を変化させる
光学フィルターを具備するように構成したので、光ファ
イバーの損傷を抑制することができるため、より大きい
光エネルギー量を光ファイバーに導光できる効果があ
る。According to the thirteenth aspect of the present invention, since the optical filter for changing the phase distribution of the laser light output from the light source such as the laser oscillator is provided, damage to the optical fiber can be suppressed. There is an effect that a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber.
【0106】請求項14の発明によれば、入射したレー
ザ光の断面方向の中心部分と、その他の部分との間に位
相差を生じるように構成された光学フィルターであるよ
うに構成したので、光ファイバーの損傷を抑制すること
ができるため、より大きい光エネルギー量を光ファイバ
ーに導光できる効果がある。According to the fourteenth aspect of the present invention, the optical filter is configured so as to generate a phase difference between the central portion of the incident laser light in the cross-sectional direction and the other portion. Since the damage to the optical fiber can be suppressed, there is an effect that a larger amount of light energy can be guided to the optical fiber.
【図1】 この発明の一実施例による光伝送装置を示す
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical transmission device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 光ファイバーからの出射レーザ光モデルの説
明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a model of laser light emitted from an optical fiber.
【図3】 上記実施例による光伝送装置の広がり角変換
導光路の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a divergence angle conversion light guide path of the optical transmission device according to the embodiment.
【図4】 上記実施例による光伝送装置における結像面
近傍のレーザ光の様子を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of laser light in the vicinity of an image plane in the optical transmission device according to the above-mentioned embodiment.
【図5】 上記実施例による光伝送装置における結像倍
率と焦点深度の関係を示すグラフ図である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the imaging magnification and the depth of focus in the optical transmission device according to the above embodiment.
【図6】 この発明の他の実施例による光伝送装置の広
がり角変換導光路の構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a divergence angle conversion light guide path of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図7】 上記実施例による光伝送装置における結像倍
率と焦点深度の関係の示すグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing a relationship between an imaging magnification and a depth of focus in the optical transmission device according to the above embodiment.
【図8】 この発明の他の実施例による光伝送装置の広
がり角変換導光路の構成を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a divergence angle conversion light guide path of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図9】 この発明の他の実施例による光伝送装置の広
がり角変換導光路のための冷却装置の構成を示す断面図
である。FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a cooling device for a divergence angle conversion light guide of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図10】 この発明の他の実施例による光伝送装置の
広がり角度変換導光路の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a spread angle conversion light guide of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図11】 この発明の他の実施例による光伝送装置を
示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図12】 上記実施例の光伝送装置の光ファイバーに
対して入射角度を0度から変化させた場合の光ファイバ
ーの出射レーザ光、及び広がり角変換導光路の出射レー
ザ光の強度分布を示すグラフ図である。FIG. 12 is a graph showing the intensity distributions of the laser light emitted from the optical fiber and the laser light emitted from the divergence angle conversion light guide when the incident angle with respect to the optical fiber of the optical transmission device of the above embodiment is changed from 0 degrees. Is.
【図13】 この発明の他の実施例による光伝送装置の
入射光学系の構成を示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a configuration of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図14】 この発明の他の実施例による光伝送装置の
入射光学系の構成を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a configuration of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図15】 上記実施例の入射光学系の平行透明基板の
平面図である。FIG. 15 is a plan view of a parallel transparent substrate of the incident optical system of the above example.
【図16】 上記実施例の平行透明基板によるレーザ光
の光エネルギーの集中分布を示すグラフ図である。FIG. 16 is a graph showing a concentration distribution of light energy of laser light by the parallel transparent substrate of the above example.
【図17】 この発明の他の実施例による光伝送装置の
入射光学系の構成を示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing a configuration of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図18】 この発明の他の実施例による光伝送装置の
入射光学系の構成を示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a configuration of an incident optical system of an optical transmission device according to another embodiment of the present invention.
【図19】 上記実施例の入射光学系の光学フィルター
の平面図及び断面図である。19A and 19B are a plan view and a cross-sectional view of an optical filter of the incident optical system of the above example.
【図20】 上記実施例の光学フィルターを透過したレ
ーザ光の位相分布を示すグラフ図である。FIG. 20 is a graph showing a phase distribution of laser light transmitted through the optical filter of the above-mentioned embodiment.
【図21】 上記実施例の光学フィルターを透過したレ
ーザ光の集光スポットの強度分布を示すグラフ図であ
る。FIG. 21 is a graph showing the intensity distribution of a focused spot of laser light that has passed through the optical filter of the above example.
【図22】 上記実施例の光学フィルターによるレーザ
光の光エネルギーの集中分布を示すグラフ図である。FIG. 22 is a graph showing a concentration distribution of light energy of laser light by the optical filter of the above-mentioned embodiment.
【図23】 従来の光伝送装置を示す構成図である。FIG. 23 is a configuration diagram showing a conventional optical transmission device.
1 レーザ発振器、2、5 出射レーザ光(レーザ
光)、3 光ファイバー、4 第1のレンズ(入射光学
系、結像レンズ)、6 被照射体、7 第2のレンズ
(照射光学系)、8 広がり角変換導光路(照射光学
系)、8a 第1の反射部材、8b 第2の反射部材、
19 第1の透明部材、20 第2の透明部材、23
冷却用流体、25 拡大結像レンズ、27 入射角度制
御機構(入射角度制御手段)、28 穴あき凹面ミラ
ー、29 開口部、30 光エネルギー量測定装置(光
エネルギー量測定手段)、32 屈折率分布形成部(光
学手段)、35 シリンドリカルレンズ(光学手段)、
37 光学フィルター、80a 第1の反射面、80b
第2の反射面、80c 第3の反射面。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 laser oscillator, 2 and 5 emitted laser light (laser light), 3 optical fiber, 4 1st lens (incident optical system, imaging lens), 6 irradiation object, 7 2nd lens (irradiation optical system), 8 Spread angle conversion light guide (irradiation optical system), 8a first reflecting member, 8b second reflecting member,
19 first transparent member, 20 second transparent member, 23
Cooling fluid, 25 Magnification imaging lens, 27 Incident angle control mechanism (incident angle control means), 28 Perforated concave mirror, 29 Opening part, 30 Light energy amount measuring device (light energy amount measuring means), 32 Refractive index distribution Forming part (optical means), 35 cylindrical lens (optical means),
37 optical filter, 80a first reflecting surface, 80b
Second reflective surface, 80c Third reflective surface.
Claims (14)
光ファイバーに入射させる入射光学系と、前記光ファイ
バーから出射するレーザ光の少なくとも一部の広がり角
をより小さく変換して前記出射レーザ光を被照射体上に
照射する照射光学系とを備えた光伝送装置。1. An incident optical system for making a laser beam outputted from a laser oscillator incident on an optical fiber, and a spread angle of at least a part of a laser beam emitted from the optical fiber are converted to be smaller, and the emitted laser beam is irradiated. An optical transmission device comprising an irradiation optical system for irradiating the body.
ら出射した前記レーザ光の光軸に対して平行な第1の反
射面と、前記第1の反射面より前記光軸側に設けられ、
前記光軸に対して傾いた第2の反射面及びその裏面であ
る第3の反射面とを有する広がり角変換導光路を具備す
ることを特徴とする請求項1記載の光伝送装置。2. The irradiation optical system is provided on a first reflecting surface parallel to the optical axis of the laser light emitted from the optical fiber, and on the optical axis side of the first reflecting surface,
The optical transmission device according to claim 1, further comprising: a divergence angle conversion light guide path having a second reflection surface that is inclined with respect to the optical axis and a third reflection surface that is a back surface thereof.
反射面を有する円筒形状の第1の反射部材と、前記光軸
に対して傾いた前記第2及び第3の反射面を有する円筒
形状の第2の反射部材とを具備することを特徴とする請
求項2記載の光伝送装置。3. The divergence angle conversion light guide path has a cylindrical first reflecting member having the first reflecting surface, and second and third reflecting surfaces inclined with respect to the optical axis. The optical transmission device according to claim 2, further comprising a cylindrical second reflecting member.
られた媒質の屈折率が、前記第1の反射面と前記第2の
反射面との間に設けられた媒質の屈折率よりも大きいこ
とを特徴とする請求項2又は請求項3記載の光伝送装
置。4. The refractive index of the medium provided on the optical axis side of the third reflecting surface is the refractive index of the medium provided between the first reflecting surface and the second reflecting surface. The optical transmission device according to claim 2 or 3, wherein the optical transmission device is larger than the above.
び前記第2の反射面を有する第1の透明部材と、前記第
3の反射面を有する第2の透明部材とを具備しており、
前記第1及び前記第2の透明部材間に空気層を具備する
ことを特徴とする請求項2記載の光伝送装置。5. The divergence angle conversion light guide path includes a first transparent member having the first and second reflecting surfaces, and a second transparent member having the third reflecting surface. Cage,
The optical transmission device according to claim 2, further comprising an air layer between the first and second transparent members.
を備えたことを特徴とする請求項5記載の光伝送装置。6. The optical transmission device according to claim 5, further comprising a cooling unit that causes a cooling fluid to flow in the air layer.
る拡大結像レンズを備えており、前記拡大結像レンズの
拡大結像面に前記広がり角変換導光路の入口面を設置し
たことを特徴とする請求項2から請求項6のうちのいず
れか一項記載の光伝送装置。7. A magnifying imaging lens for magnifying and imaging the exit surface of the optical fiber is provided, and an entrance surface of the divergence angle conversion light guide path is provided on the magnifying imaging surface of the magnifying imaging lens. The optical transmission device according to any one of claims 2 to 6.
光の光軸と前記光ファイバーの光軸とのなす角度が0度
以上になるように制御する入射角度制御手段を備えたこ
とを特徴とする請求項2から請求項6のうちのいずれか
一項記載の光伝送装置。8. An incident angle control means for controlling the angle formed by the optical axis of the laser beam focused by the incident optical system and the optical axis of the optical fiber to be 0 degrees or more. The optical transmission device according to any one of claims 2 to 6.
ーザ光を光ファイバーに入射させる入射光学系を備えた
光伝送装置において、前記入射光学系が、前記レーザ光
の光軸に対してわずかに傾いて設置され、中心部に開口
部を有する長焦点距離の穴あき凹面ミラーと、前記穴あ
き凹面ミラーの前記開口部を前記光ファイバーの入口端
面近傍に結像する結像レンズとを具備することを特徴と
する光伝送装置。9. An optical transmission device comprising an incident optical system for making laser light output from a light source such as a laser oscillator incident on an optical fiber, wherein the incident optical system is slightly inclined with respect to the optical axis of the laser light. A long-focal-length concave concave mirror having an opening in the center, and an imaging lens for forming an image of the opening of the concave concave mirror near the entrance end surface of the optical fiber. A characteristic optical transmission device.
周縁部からの反射光の光エネルギーを測定する光エネル
ギー量測定手段を備えたことを特徴とする請求項9記載
の光伝送装置。10. The optical transmission device according to claim 9, further comprising optical energy amount measuring means for measuring optical energy of reflected light from a peripheral portion of the opening of the perforated concave mirror.
レーザ光を光ファイバーに入射させる入射光学系を備え
た光伝送装置において、前記入射光学系が、前記光源か
ら出力した前記レーザ光の一部の広がり角を変化させる
光学手段を具備することを特徴とする光伝送装置。11. An optical transmission device comprising an incident optical system for making laser light outputted from a light source such as a laser oscillator incident on an optical fiber, wherein the incident optical system is a part of the laser light outputted from the light source. An optical transmission device comprising optical means for changing a divergence angle.
における中心部の広がり角をより小さく変換する手段で
あることを特徴とする請求項11記載の光伝送装置。12. The optical transmission device according to claim 11, wherein the optical means is a means for converting the divergence angle of the central portion of the cross section of the laser light to a smaller value.
を光ファイバーに入射させる入射光学系を備えた光伝送
装置において、前記入射光学系が、前記レーザ発振器か
ら出力した前記レーザ光の位相分布を変化させる光学フ
ィルターを具備することを特徴とする光伝送装置。13. An optical transmission device comprising an incident optical system for making laser light outputted from a laser oscillator incident on an optical fiber, wherein the incident optical system changes a phase distribution of the laser light outputted from the laser oscillator. An optical transmission device comprising an optical filter.
レーザ光の断面方向の中心部分と、その他の部分との間
に位相差を生じるように構成された光学フィルターであ
ることを特徴とする請求項13記載の光伝送装置。14. The optical filter is an optical filter configured to generate a phase difference between a central portion in a cross-sectional direction of the incident laser light and other portions. 13. The optical transmission device according to 13.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7146630A JPH08338915A (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Optical transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7146630A JPH08338915A (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Optical transmission device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338915A true JPH08338915A (en) | 1996-12-24 |
Family
ID=15412086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7146630A Pending JPH08338915A (en) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | Optical transmission device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08338915A (en) |
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