專利名稱：光纖維激光器裝置用光纖及光纖維激光器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備芯部和包層并傳送高輸出功率的激光的光纖維激光器裝 置用光纖及光纖維激光器裝置。
背景技術(shù)：
作為應(yīng)用于激光加工或醫(yī)療用途的目的，要求開發(fā)出更高輸出功率且低廉 的光源。對于這些要求，光纖維激光器及光放大器由于可容易取出高效且單模 的激光而受到關(guān)注。
圖6表示現(xiàn)在開發(fā)出的光纖維激光器的一般的結(jié)構(gòu)。在圖6所示的光纖維 激光器裝置71中，來自半導(dǎo)體激光器(LD) 72的激勵光通過激勵光組合部 73向添加了稀土類離子(稀土類元素)的光纖維激光器用光纖74入射。為了 得到高輸出功率，多個LD72連接在光纖維激光器用光纖74上。
在添加了稀土類元素的光纖激光用光纖74的激勵光入射的一側(cè)形成有對 激勵光波長進(jìn)行透射而對起振光長具有高反射率的纖維光柵(FBG) 75。而且 在與激勵光入射側(cè)相反的一側(cè)形成有局部反射起振光的另一個FBG76。這兩 個FBG75、 76作為激光諧振器的全反射鏡及輸出鏡發(fā)揮作用，輸出激光起振 光L。
光纖維激光器裝置71若不形成利用光柵的諧振器構(gòu)造，而使與受激發(fā)射 光的波長一致的信號光與激勵光重疊并傳播，則還可作為光方文大器發(fā)揮作用。
作為添加了稀土類離子的光纖維激光器用光纖74, —般使用如圖7所示 的雙包層式光纖。在雙包層式光纖的芯部區(qū)域77中添加有Nd、 Yb、 Er、 Th 等稀土類元素。包層由折射率比芯部區(qū)域77低的第一包層區(qū)域78和折射率比 它還低的第二包層區(qū)域79構(gòu)成。而且，雖然未圖示，但在第二包層區(qū)域79 的周圍設(shè)有由常用的材料構(gòu)成的被覆層等。
激勵光Le以多模方式在第 一 包層區(qū)域78內(nèi)傳播，逐漸被中心的芯部區(qū)域器，從激勵光Le向激光起振光L的轉(zhuǎn)換效率高，逐年使輸出功率增大，還實(shí) 現(xiàn)了 10kW級的起4展。
作為與該申請的發(fā)明有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息有如下文獻(xiàn)。
專利文獻(xiàn)l:日本特表2002-541507號7>寺艮，
專利文獻(xiàn)2:日本特開2000 - 35521號公報(bào)。
如上所述，光纖維激光器具有優(yōu)良的波束質(zhì)量，而且最年來還推進(jìn)著高輸 出功率化，達(dá)到實(shí)現(xiàn)10kW級的光纖維激光器。因此，作為各種加工用途、尤 其是金屬材料等的焊接或切斷的激光起振源的期望提高。作為將這種高輸出功 率化后的光纖維激光器進(jìn)行實(shí)用化時的問題，可舉出安全對策的問題。
其中，光纖斷線時的激光斷開功能在光纖維激光器裝置中是必須的功能。 假設(shè)光纖斷線，則從其斷線處射出能量密度高的激光，破壞周圍的物品。通常 為了避免這種狀態(tài)，引入^^測光纖維激光器主體或光纖維激光器用光纖的斷線 的系統(tǒng)。
具體來講，不是對光纖維激光器用光纖主體，而是對裝有光纖維激光器用 光纖的電纜構(gòu)造進(jìn)行研究。例如，如圖8所示的光纖維激光器斷線檢測用電纜 81具有如下構(gòu)造，以螺旋狀包圍光纖維激光器用光纖82的方式將金屬制帶83 設(shè)置在電纜外皮84的內(nèi)側(cè)，通過對該金屬帶83進(jìn)行通電，光纖維激光器用光 纖82斷線而漏出激光，使金屬帶83斷線來進(jìn)行檢測。
在該構(gòu)造中，在光纖維激光器用光纖82與電纜外皮84之間柔性地組裝有 金屬帶83,且即使金屬帶83彼此接觸也需要實(shí)施不會在此短路的絕緣處理， 因此存在制造困難，且費(fèi)工時等問題。
而且，在光纖維激光器用光纖82的外周需要金屬帶83,因此存在電纜整 體的構(gòu)造也復(fù)雜，外徑變粗而重量也增加，光纖維激光器傳送系統(tǒng)的電纜的處 理難以進(jìn)行的問題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種使光纖自身具有斷線檢測功能的光纖維 激光器裝置用光纖。
而且，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種通過使用上述光纖維激光器用光 纖，在光纖斷線時可瞬時停止激光起振的光纖維激光器裝置。
本發(fā)明是為了達(dá)到上述目的而做成，方案l是一種光纖維激光器用光纖， 具備實(shí)心的芯部和包層并傳送高輸出功率的激光，其中，以與上述包層鄰接的 方式形成金屬層。
方案2的發(fā)明是根據(jù)方案1所述的光纖維激光器裝置用光纖，其中，上述 光纖維激光器裝置用光纖是在上述芯部添加稀土類離子并具有通過進(jìn)行規(guī)定 的激勵而發(fā)光的發(fā)光功能且通過使該發(fā)光后的光反射激振而成為激光器起振 介質(zhì)的金屬被覆光纖維激光器用光纖。
方案3的發(fā)明是根據(jù)方案1或2所述的光纖維激光器裝置用光纖，其中， 上述金屬層由內(nèi)部金屬層和外部金屬層構(gòu)成。
方案4的發(fā)明是才艮據(jù)方案3所述的光纖維激光器裝置用光纖，其中，在上 述內(nèi)部金屬層和外部金屬層中的 一個金屬層由與上述包層密合性高的金屬構(gòu) 成，且厚度為l~3|im,另一個金屬層由導(dǎo)電性高的金屬構(gòu)成，且厚度為5~ 15(j_m。
方案5的發(fā)明是根據(jù)方案1 ~ 4中任一項(xiàng)所述的光纖維激光器裝置用光纖， 其中，在最外層還形成絕緣被覆層。
方案6的發(fā)明是根據(jù)方案5所述的光纖維激光器裝置用光纖，其中，上述 絕緣被覆層由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成。
方案7的發(fā)明是一種光纖維激光器裝置，在具備芯部和包層并用于傳送高 輸出功率的激光的光纖維激光器裝置用光纖中入射激勵光，并用上述光纖維激 光器裝置用光纖使該激勵光反射激振而輸出激光起振光，其中，作為上述光纖 維激光器裝置用光纖使用方案1~6中任一項(xiàng)所述的光纖維激光器裝置用光 纖，并具有總是對該光纖維激光器裝置用光纖進(jìn)行通電的通電單元和監(jiān)視上述 光纖維激光器裝置用光纖的通電狀況的監(jiān)視單元。
方案8的發(fā)明是根據(jù)方案7所述的光纖維激光器裝置，還具有在上述光纖 維激光器裝置用光纖的通電^C斷開時，斷開上述激勵光的斷開單元。
本發(fā)明具有以下效杲。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種使光纖自身具有斷線檢測功能的光纖維激光器裝 置用光纖。


圖1是表示本發(fā)明的適當(dāng)?shù)牡谝粚?shí)施方式的光纖維激光器裝置用光纖(金 屬被覆光纖維激光器用光纖)的橫剖視圖。
圖2是表示對圖1所示的金屬被覆光纖維激光器用光纖的通電而引起的斷 線發(fā)生時間的金屬層厚依存性的圖。
圖3 (a)及圖3 (b)是表示圖1所示的金屬被覆光纖維激光器用光纖的 容納狀態(tài)的圖。
圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光纖維激光器裝置用光纖(光纖維激光器 傳送用光纖)的4黃剖-見圖。
圖5是本實(shí)施方式的光纖維激光器裝置的概要圖。
圖6是現(xiàn)有的光纖維激光器裝置的概要圖。
圖7是現(xiàn)有的光纖維激光器用雙包層光纖的概要圖。
圖中
1 -金屬被覆光纖維激光器用光纖(光纖維激光器裝置用光纖)， 2-芯部，3-包層，3a-第一包層部，3b-第二包層部， 6-金屬層，6a-內(nèi)部金屬層，6b-外部金屬層，7-絕緣被覆層。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的適當(dāng)?shù)牡谝粚?shí)施方式的光纖維激光器裝置用光纖的 橫剖視圖。
如圖1所示，作為第一實(shí)施方式的光纖維激光器裝置用光纖的金屬被覆光 纖維激光器用光纖l,具備實(shí)心的芯部2和包層3，是用于傳送高輸出功率的 激光的光纖。芯部2在純石英中添加了 Nd、 Yb、 Er、 Th等稀土類離子。
金屬被覆光纖維激光器用光纖1由于在芯部2中添加了稀土類離子，因此 具有通過進(jìn)行^L定的激勵而發(fā)光的發(fā)光功能，如以圖5在后面敘述的那樣，通 過使發(fā)光后的光反射激振而成為激光器起振介質(zhì)。
包層3具備形成于芯部2的周圍并且有效折射率比芯部2還低的第一包 層部(第一包層)3a;以及形成于該第一包層部3a的外側(cè)的第二包層部(第 二包層)3b。第一及第二包層部3a、 3b例如在純石英中添加F而形成。
為了使有效折射率比芯部2還低，在第一包層部3內(nèi)在芯部2的周圍，沿 著芯部2的長度方向并以橫截面視為散點(diǎn)狀(或蜂窩狀)的方式形成多個折射 率為1的空位4。
為了將對添加在芯部2中的稀土類離子進(jìn)行激勵而發(fā)光的激勵光有效地 關(guān)閉在第一包層部3a內(nèi)，在第一包層部3a和第二包層部3b的邊界形成有將 多個空位4以橫截面視排列成六邊形狀的空位層5。
作為與包層3鄰接的部分，在第二包層部3b的外周形成有金屬層6。該 金屬層6由內(nèi)部金屬層6a和外部金屬層6b構(gòu)成。
內(nèi)部金屬層6a由與Ni等包層3的密合性高的金屬構(gòu)成，且厚度為1 ~ 3pm。外部金屬層6b由Au、 Pt、 Cu、 Ag等導(dǎo)電性高的金屬構(gòu)成，厚度為5 ~ 15|am。
即，作為金屬層6的材質(zhì)，適用Au、 Pt、 Ni、 Cu、 Ag等，并構(gòu)成為將這 些金屬利用電鍍法做成多層的構(gòu)造。由于在石英光纖上施加無電解電鍍，因此 在石英光纖正上面的金屬被覆層上施加Ni電鍍，在其上面施加Au、 Pt、 Cu、 Ag等金屬鍍層。另外，考慮到受到氧化等的影響而使金屬變質(zhì)，最好在Ni 上施力口 Au或Pt。
并且，在金屬層6中，若被覆在Ni上的金屬的厚度比5iim還薄，則在保 證石英光纖的強(qiáng)度上存在問題，而且在比151im還后厚的場合，基于金屬層6 的金屬剛性變強(qiáng)，金屬被覆光纖維激光器用光纖1不容易彎曲，且材料成本也 變高等的理由，最好使被覆在Ni上的金屬的厚度在5 ~ 15pm的范圍。
以下更詳細(xì)地:沈明該金屬層6。
首先，作為被覆金屬材料不會腐蝕和氧化，延展性高的Au最佳，而要在 第二包層部3b上直接被覆Au則必須使用飛濺法，難以制造長尺寸的光纖。
于是，做成如下結(jié)構(gòu)將在石英玻璃表面上可進(jìn)行無電解電鍍的M層作 為第一層(內(nèi)部金屬層6a),利用由形成Ni層的導(dǎo)電性，將Au層作為第二層 (外部金屬層6b)進(jìn)行電鍍。
在此，通過無電解電鍍形成的Ni層厚度最好是1 ~3,左右。需要lpm 以上的Ni層的理由是，首先，在下一個工序中的Au電解電鍍中在將電極與 Ni層接觸的同時進(jìn)行通電，從而形成鍍Au膜。具體來講，在浸漬在氰化金鉀液層中的同時進(jìn)行Au層的形成，所以若Ni層不足ljam則在與電極的觸點(diǎn)， 鍍M光纖受損傷，斷線的可靠性高。
將Ni層的厚度做成3nm以下的理由是，利用無電解電鍍形成的鍍Ni其 穩(wěn)定化困難，根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，在超過3jam的厚膜中，發(fā)生因鍍層裂紋 引起的剝離的頻率高，成品率明顯下降。也有通過電解電鍍Ni再進(jìn)行厚膜化 的方法，但是Ni層容易氧化，氧化后的Ni層脆且容易剝離。于是，用電解法 將未氧化的Au層電鍍在Ni層上。
金屬層6的形成使用電鍍的原因在于，若使用'賊射法，則雖然也可以將大 部分的金屬被覆(蒸鍍)在石英表面上，但是制造成本高，且由于難以進(jìn)行金 屬層的厚膜化、長尺寸化，所以并不現(xiàn)實(shí)。
另外，在本實(shí)施方式中，Au層的厚度做成5pm。這是因?yàn)?，若Ni層和 Au層的總膜厚薄，則在金屬層6中流過電(后述的監(jiān)視用電流)時，因其電 阻的自身發(fā)熱使膜質(zhì)惡化(金屬層因發(fā)熱而惡化)，最終金屬層斷線。
在此，圖2表示的是在厚度為1.5|im的M層上電鍍了 2、 5、 8jim的Au 層的金屬^rt光纖維激光器用光纖(玻璃纖維部的直徑(第二包層部3b的外 徑)為125|iim ) 1的金屬層6上，作為監(jiān)視用電流流過充分的0.6 ~ 1.6A左右 的電流時的電流和光纖斷線時間的試驗(yàn)結(jié)果。由圖2中可得到，只要Au層厚 度為5jim以上，則即使將0.6A左右的電流通電10萬小時以上也不會斷線的 結(jié)論。
在作為第二包層部3b的外周的最外層上形成絕錄3皮覆層7。作為絕縛4皮 覆層7,使用由具有耐熱絕緣性的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的材料。
金屬被覆光纖維激光器用光纖1通常保持為如圖3 (a)所示的巻繞在線 軸31上的狀態(tài)，或者不用線軸而〗呆持為如圖3 (b)所示的線圏32。
此時，若進(jìn)行通電的光纖的金屬層彼此接觸則引起電短路，不僅不能進(jìn)行 利用導(dǎo)通的光纖斷線監(jiān)視，而且根據(jù)情況因在短路時產(chǎn)生的火花所引起的發(fā) 熱，會損傷金屬層，最壞的情況下有時還引起斷線。
于是，為了即使光纖彼此接觸也不發(fā)生短路，在金屬層6的外周上可形成 作為最外層的絕》彖被覆層7。在對高輸出功率激光進(jìn)行起振或傳送時，激光所 具有的一部分能量變?yōu)闊崃浚€可以預(yù)測到光纖主體(金屬層6的內(nèi)側(cè)部分)
的溫度上升，所以尤其在大輸出功率的系統(tǒng)中，在金屬層6上施加耐熱絕緣性 優(yōu)良的(例如聚酰亞胺樹脂)樹脂，將其作為絕緣凈皮覆層7是一種有效方案。
另夕卜，作為絕緣被覆層7還可以使用一般常用于光纖的紫外線固化型樹脂 或熱固化型的硅酮樹脂等。 一般這些樹脂其絕緣性也良好。
即，通過在金屬層6上形成絕緣被覆層7，從而在巻繞金屬被覆光纖維激 光器用光纖1或容納呈線圏狀時，即使光纖彼此接觸也可以保持在其接觸點(diǎn)的 電絕緣狀態(tài)。
在本實(shí)施方式中，在第二包層部3b上作為內(nèi)部金屬層6a用無電解電鍍法 將Ni層電鍍1.5pn,再在其外周上作為外部金屬層6b用電解電鍍法將Au層 電鍍8,,而且在最外層部將由耐熱性優(yōu)良的聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的絕緣被覆層 7被被覆厚度15pm。金屬被覆光纖維激光器用光纖1的外徑與一般使用的光 纖維激光器用光纖的外徑大致相同。
接著，用圖5說明使用了金屬被覆光纖維激光器用光纖1的光纖維激光器 裝置。
如圖5所示，本實(shí)施方式的光纖維激光器裝置51主要包括用于輸出激 光起振光L的光學(xué)部52;以及用于檢測構(gòu)成光學(xué)部52的光纖的斷線的檢測部 53。
光學(xué)部52包括用于得到高輸出功率的激勵光的多個激勵光源54;分別 與這些激勵光源52連接的多條激勵光用光纖55;與這些激勵光用光纖55 — 起捆扎，并具有通過進(jìn)行規(guī)定的激勵而發(fā)光的發(fā)光功能、且通過使該發(fā)光后的 光反射激振而成為激光器起振介質(zhì)的金屬被覆光纖維激光器用光纖1;與該金 屬被覆光纖維激光器用光纖1連接并傳送激光起振光L的作為第二實(shí)施方式 的光纖維激光器裝置用光纖的光纖維激光器傳送用光纖41;以及將該光纖維 激光器傳送用光纖41和金屬被覆光纖維激光器用光纖1光連接的連接器56。
作為激勵光源54使用LD。將多條激勵光用光纖57和金屬被覆光纖維激 光器用光纖1捆扎的部分，成為激勵組合部57。
在金屬被覆光纖維激光器用光纖1的激勵光的入射側(cè)(比激勵組合部57 靠下游側(cè)的端部)形成有對激勵光波長進(jìn)行透射而對起振光波長具有高反射率 的FBG58。而且，在金屬被覆光纖維激光器用光纖1的激光起振光L的射出 側(cè)(比連接器56靠上游側(cè)的端部)形成有局部反射起振光的另一個FBG59(晶 格間隔與FBG58不同)。這兩個FBG58、 59作為激光諧振器的全反射鏡及輸 出鏡發(fā)揮作用。FBG58、 59在形成圖1的金屬層6之前預(yù)先形成。
在金屬被覆光纖維激光器用光纖1中的構(gòu)成激勵組合部57的部分不形成 金屬層6,或者剝離位于成為激勵組合部57的部分的金屬層6。
另外，在金屬^皮覆光纖維激光器用光纖1的射出側(cè)端部通過連接器56連 接有用于傳送激光起"^展光L的光纖維激光器傳送用光纖41 。
如圖4所示，光纖維激光器傳送用光纖41包括由純石英構(gòu)成的實(shí)心的 芯部42;設(shè)在該芯部42的外周上并在純石英中添加了 F的包層43;設(shè)在該包 層43外周的圖1的金屬層6;以及最外層的絕緣被覆層7。
在本實(shí)施方式中，使芯部42的直徑為400jxm，使包層43的外徑為600jim。 金屬層6、絕緣被覆層7的外徑做成與圖1的金屬被覆光纖維激光器用光纖1 相同的尺寸。
檢測部53包括與所有激勵光源54連接并驅(qū)動激勵光源54的驅(qū)動、控 制裝置60;與該驅(qū)動、控制裝置60連接并作為測定流動在金屬^皮覆光纖維激 光器用光纖1的金屬層6中的監(jiān)視用電流(檢測電流)的電流傳感器的電流測 量器61;作為在金屬層6中流動檢測電流并總是進(jìn)行通電的通電單元(通電 裝置)的電流供給裝置62;以及，連接這些電流測量器61和電流供給裝置62, 并沿著金屬被覆光纖維激光器用光纖1、光纖維激光器傳送用光纖41設(shè)置的 通電用的絞合金屬軟線63 。
驅(qū)動、控制裝置60具備根據(jù)用電流測量器61測量的檢測電流測量值來 監(jiān)視金屬被覆光纖維激光器用光纖1的通電狀況的監(jiān)視單元；以及在金屬被覆 光纖維激光器用光纖1的通電被斷開時，斷開激勵光的斷開單元。
作為電流供給裝置62,也可以是直流、交流中的任意一種，而且，其輸 出功率微弱也可。若電流超過10A,則從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)使用浪費(fèi)的能量，而 且由于用極少的電流難以控制，因此最好使用1A左右的電流用作檢測電流。
也就是，用市場上出售的測試器監(jiān)視金屬層6的導(dǎo)通的程度的檢測電流就 足矣。但是，最好具備將導(dǎo)通狀態(tài)作為簡單的電信號輸出的結(jié)構(gòu)，則可以將其 輸出信號作為激勵光控制用的監(jiān)控信號使用而為佳。
光學(xué)部52和檢測部53的連接通過以下方式進(jìn)行，即、在位于金屬被覆光 纖維激光器用光纖1的激勵組合部57和FBG58之間的激勵光輸入部中，將絞 合金屬軟線63和金屬層6電連接。
絞合金屬軟線63—端分別連接在電流測量器61、電流供給裝置62、激勵 光輸入部E上，用連接器56進(jìn)行電連接并進(jìn)行延長，另一端連接在光纖維激 光器傳送用光纖41的輸出端64上。
由此，在光纖維激光器裝置51中劃分形成如下電路，即，從電流供給裝 置62的輸出端子供給的電流，通過絞合金屬軟線63、金屬被覆光纖維激光器 用光纖1的金屬層6、光纖維激光器傳送用光纖41的金屬層6，并在其輸出端 64折回而通過絞合金屬軟線63，再到達(dá)電流供給裝置62的輸入端子62。
將第一實(shí)施方式的作用與光纖維激光器裝置51的動作一起進(jìn)行說明。
若利用驅(qū)動、控制裝置60驅(qū)動各激勵光源52,則從各激勵光源52射出 激勵光，并通過激勵組合部57、激勵先輸入部E入射到金屬被覆光纖維激光 器用光纖1。
入射后的激勵光在金屬被覆光纖維激光器用光纖1的內(nèi)部被放大，再通過 FBG59、 59作為激光諧振器的全反射鏡及輸出鏡發(fā)揮作用，從而生成激光起
在該激光起振時，光纖維激光器裝置51的驅(qū)動、控制裝置60對電流供給 裝置62進(jìn)行控制并總是對金屬被覆光纖維激光器用光纖1進(jìn)行通電，將設(shè)定 好的檢測電流流動到金屬被覆光纖維激光器用光纖1的金屬層6中。檢測電流 在如上所述的電路中循環(huán)再回到電流供給裝置62，這時的數(shù)值用電流測量器 61測量，并反饋到驅(qū)動、控制裝置60。
驅(qū)動、控制裝置60利用檢測電流測量值來監(jiān)視金屬被覆光纖維激光器用 光纖1的通電狀況，辨別有無金屬被覆光纖維激光器用光纖1的斷線。
更詳細(xì)地說，驅(qū)動、控制裝置60在檢測電流測量值超過預(yù)先設(shè)定好的闊 值時，判斷為金屬被覆光纖維激光器用光纖1處于無斷線的非異常狀態(tài)，并繼 續(xù)進(jìn)行光纖維激光器裝置51的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另一方面，驅(qū)動、控制裝置60在檢測電流測量值為預(yù)先設(shè)定好的閾值以 下時，判斷為發(fā)生了金屬被覆光纖維激光器用光纖1的斷線或其金屬層6損傷、惡化的異常時刻。
在異常時刻，驅(qū)動、控制裝置60停止電流供給裝置62，斷開金屬被覆光 纖維激光器用光纖1的通電，與此同時還斷開對激勵光源54的通電并停止激 勵光源54的驅(qū)動，停止向金屬被覆光纖維激光器用光纖l入射激勵光，斷開 激勵光。由此，驅(qū)動、控制裝置60停止光纖維激光器裝置51。
另外，在光纖維激光器裝置51中，在金屬被覆光纖維激光器用光纖1上 通過連接器56連接有光纖維激光器傳送用光纖41,還在其金屬層6中流動檢 測電流，因此與上述同樣，監(jiān)視光纖維激光器傳送用光纖41的通電狀況，還 可辨別有無光纖維激光器傳送用光纖41的斷線。
這樣，光纖維激光器裝置51使用金屬被覆光纖維激光器用光纖l和光纖 維激光器傳送用光纖41來構(gòu)成光學(xué)部52,并在該光學(xué)部52上連接有檢測部 53，對光纖自身進(jìn)行通電。
因此，光纖維激光器裝置51通過監(jiān)視流動在兩個光纖的金屬層6中的檢 測電流，從而可判斷任一個光纖的異常時刻。
再有，在光纖維激光器裝置51中，由于利用構(gòu)成檢測部53的驅(qū)動、控制 裝置60可在光纖異常時瞬時停止激光起振，所以可保證光纖維激光器裝置51 的完全性。
而且，第一實(shí)施方式的金屬被覆光纖維激光器用光纖1和第二實(shí)施方式的 光纖維激光器傳送用光纖41基本上是具備光纖金屬層6的簡單結(jié)構(gòu)，檢測部 53的結(jié)構(gòu)也簡單，所以可簡單且低廉地構(gòu)建光纖維激光器裝置51的安全系統(tǒng)。
也就是，才艮據(jù)本實(shí)施方式的光纖維激光器裝置51，通過總是對光纖的金 屬層6中進(jìn)行通電，并監(jiān)視其通電狀況，從而可判斷光纖的致密性(無斷線狀 態(tài)、或有斷線狀態(tài)等)，若在光纖異常時停止激勵光源54的驅(qū)動，則可停止光 纖維激光器裝置51的運(yùn)轉(zhuǎn)，因而可保證光纖維激光器裝置51的致密性。
另外，金屬^C覆光纖維激光器用光纖1是在作為與包層3鄰接的一個部分 的第二包層部3b的外周上形成有薄金屬層6，光纖自身具備用于檢測斷線的 金屬層6,使光纖自身具有斷線檢測功能的光纖維激光器裝置用光纖。
因此，金屬4皮覆光纖維激光器用光纖1與圖8的現(xiàn)有的光纖維激光器斷線 檢測用電纜81相比，可確保電纜自身的細(xì)徑化、輕型化、柔軟性，還能以柔
性實(shí)現(xiàn)低成本。
在此，說明電纜的細(xì)徑、輕量化的更為詳細(xì)的依據(jù)。
現(xiàn)有的光纖維激光器斷線檢測用電纜81需要在光纖維激光器用光纖82 的外周上以包圍的方式并呈螺旋狀地配置施加了絕緣被覆的金屬帶83。做成 螺旋狀的理由是為了使電纜具有柔軟特性。
若將金屬帶83直接巻繞在光纖維激光器用光纖82上，則在彎曲了電纜時， 由金屬帶83向光纖維激光器用光纖82上施加側(cè)壓力，可能對光傳送特性帶來 不好的影響。而且，還有可能損傷光纖被覆層而使光纖維激光器用光纖82斷 線。因此，在螺旋狀的金屬帶83和光纖維激光器用光纖82之間需要有空間， 且還需要保持其空間形狀。
為了保證以上內(nèi)容，需要對電纜構(gòu)造再行設(shè)計(jì)，且為了確?？臻g部而使電 纜外徑變粗。若電纜外徑變粗，則彎曲剛性也變大，所以難以彎曲且彎曲直徑 也變大，從而導(dǎo)致柔軟特性惡化。
與此相對，第一實(shí)施方式的金屬被覆光纖維激光器用光纖1和第二實(shí)施方 式的光纖維激光器傳送用光纖41與通常的光纖構(gòu)造(直徑)大致相同，且具 有通電功能，所以能夠以與通常的光纖相同的使用性能來設(shè)計(jì)電纜構(gòu)造。
再有，金屬被覆光纖維激光器用光纖1在用于光纖維激光器裝置51的場 合，使斷線檢測用的電流流動，且可將高輸出功率的激勵光或激光起振光關(guān)閉 在金屬層6的內(nèi)側(cè)。金屬被覆光纖維激光器用光纖1的這些作用效果，對于光 纖維激光器傳送用光纖41也是相同的。
在上述實(shí)施方式的金屬被覆光纖維激光器用光纖1中，對作為與包層3 鄰接的一個部分，在第二包層部3b的外周上形成薄金屬層6的例子進(jìn)行了說 明，但作為與包層3鄰接的部分，也可以在一個空位4上形成與金屬層6相同 的雙重構(gòu)造的金屬層。在該場合，用與包層3密合性高的金屬來形成外部被覆 層，由導(dǎo)電性高的金屬形成內(nèi)部被覆層。
權(quán)利要求
1.一種光纖維激光器裝置用光纖，具備實(shí)心的芯部和包層并傳送高輸出功率的激光，其特征在于，以與上述包層鄰接的方式形成金屬層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖維激光器裝置用光纖，其特征在于，上述 光纖維激光器裝置用光纖是在上述芯部添加稀土類離子并具有通過進(jìn)行規(guī)定 的激勵而發(fā)光的發(fā)光功能且通過使該發(fā)光后的光反射激振而成為激光器起振 介質(zhì)的金屬被覆光纖維激光器用光纖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖維激光器裝置用光纖，其特征在于， 上述金屬層由內(nèi)部金屬層和外部金屬層構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖維激光器裝置用光纖，其特征在于，在上 述內(nèi)部金屬層和外部金屬層中的一個金屬層由與上述包層密合性高的金屬構(gòu) 成，且厚度為l~3nm,另一個金屬層由導(dǎo)電性高的金屬構(gòu)成，且厚度為5~ 15pm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~4中任一項(xiàng)所述的光纖維激光器裝置用光纖，其特征 在于，在最外層還形成絕緣被覆層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖維激光器裝置用光纖，其特征在于，上述 絕緣被覆層由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成。
7. —種光纖維激光器裝置，在具備芯部和包層并用于傳送高輸出功率的 激光的光纖維激光器裝置用光纖中入射激勵光，并用上述光纖維激光器裝置用 光纖使該激勵光反射激振而輸出激光起振光，其特征在于，作為上述光纖維激光器裝置用光纖使用權(quán)利要求1 ~6中任一項(xiàng)所述的光 纖維激光器裝置用光纖，并具有總是對該光纖維激光器裝置用光纖進(jìn)行通電的 通電單元和監(jiān)視上述光纖維激光器裝置用光纖的通電狀況的監(jiān)視單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖維激光器裝置，其特征在于，還具有在上 述光纖維激光器裝置用光纖的通電被斷開時，斷開上述激勵光的斷開單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使光纖自身具有斷線檢測功能的光纖維激光器裝置用光纖。在具備實(shí)心的芯部(2)和包層(3)并傳送高輸出功率的激光的光纖維激光器裝置用光纖(1)中，以與上述包層(3)鄰接的方式形成金屬層(6)。
文檔編號G02B6/036GK101196592SQ20071019609
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月4日
發(fā)明者大薗和正, 兵 姚, 小島正嗣, 本鄉(xiāng)晃史 申請人:日立電線株式會社