[发明专利]光源装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及光源装置及加工方法。

背景技术

输出激光的光源装置已用于诸如加工和医疗用途等各种用途，并且通常需要具有高的激光输出功率和高的光束品质。在众多光源装置中已获得关注的光纤激光器光源装置使用芯部掺杂有诸如Yb、Er和Tm等各种稀土元素作为放大介质的放大光纤。

在光纤激光器光源装置中，采用借助放大光纤将从种子光源（seed light source）输出的种子光放大的MOPA（主振功率放大器）构造等，能够提高激光输出功率。另外，光纤激光器光源装置对在放大光纤的芯部中传播的光进行放大，以使输出激光的光束品质高。因此，光纤激光器光源装置优选地用于加工用途等。

通常地，从光源装置输出的激光的光束横截面中的光强度分布期望地为高斯分布或接近高斯分布的形式。随着输出激光的光强度分布变得接近高斯分布，输出激光的光束品质变高。随着输出激光的光束品质变高，能够通过透镜系统使得激光的光束直径变小，从而可以进行高品质加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请（PCT申请的翻译）公报No.2008-509006

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的发明人已经考察了上述现有技术，结果发现了下述问题。

即，如上所述，随着输出激光的光强度分布变得更接近高斯分布，能够利用透镜系统使得激光的光束直径缩窄。在该情况下，高品质加工是可能的，然而，待加工目标上的激光照射的扫描次数会增加并且照射时间会变得更长。例如，如上面列出的专利文献1中所述，通常，当将环形加工施加到待加工目标时，需要沿着环扫描激光照射位置。

如果实现光功率在光束横截面的周边部分处比在光束横截面的中心部分处更高的具有环形光强度分布的激光，则环形加工是容易的。然而，尚未得到容易地实现具有这种环形光强度分布的激光的装置。

已经开发了本发明以消除上述问题。本发明的目的是提供一种如下的光源装置：其能够容易地获得光功率在光束横截面的周边部分处比在光束横截面的中心部分处高的具有环形光强度分布的输出光。

解决问题的手段

作为第一方案，根据本发明的光源装置包括：第一光源单元，其输出具有主输出波长λ1的单模光；以及输送光纤，来自所述第一光源单元的输出光在被放大之后输入到所述输送光纤中。在第一方案中，所述输送光纤的位于芯部周围的芯部围绕部分具有光子带隙结构，作为根据光纤横截面中的输出光传播区域的纵向上的变化的功率传输损耗特性，所述输送光纤的所述芯部中具有基本恒定为第一值的第一波长带以及损耗比所述第一波长带中的损耗高的第二波长带。所述波长λ1存在于所述第二波长带中。此外，所述输送光纤的弯曲状态被设定成使得从所述输送光纤输出的具有所述波长λ1的光在所述芯部围绕部分中变成环形光强度分布。

作为可应用于第一方案的第二方案，根据本发明的光源装置还可以包括第二光源单元，所述第二光源单元输出具有主输出波长λ2的光。在第二方案中，所述波长λ2存在于所述第一波长带中。对具有所述波长λ1的光和具有所述波长λ2的光进行多路复用，并且多路复用的光被输入到所述输送光纤中。

作为可应用于第一方案和第二方案中至少一个方案的第三方案，所述输送光纤的长度和弯曲状态中的至少一项可以被设定成使得在所述波长λ1处的功率传输损耗变成比所述第一值高3dB以上的值。

可选地，作为第四方案，根据本发明的光源装置包括：第一光源单元，其输出具有主输出波长λ1的单模光；以及输送光纤，来自所述第一光源单元的具有所述波长λ1的输出光在被放大之后输入到所述输送光纤中，并且当具有所述波长λ1的输出光传播穿过所述输送光纤时，所述输送光纤产生具有波长λ_R的拉曼散射光。在第四方案中，所述输送光纤的位于芯部周围的芯部围绕部分具有光子带隙结构，作为根据光纤横截面中的输出光传播区域的纵向上的变化的功率传输损耗特性，所述输送光纤的所述芯部中具有基本恒定为第一值的第一波长带以及损耗比所述第一波长带中的损耗高的第二波长带。具有所述波长λ_R的光存在于所述第二波长带中。此外，所述输送光纤的弯曲状态被设定成使得从所述输送光纤输出的具有所述波长λ_R的光在所述芯部围绕部分中变成环形光强度分布。