[发明专利]光纤激光器系统及其控制方法

说明书

本发明提供光纤激光器系统及其控制方法。在对于各光纤激光器的耐反射性产生偏差的情况下，一边维持作为光纤激光器系统整体的输出，一边使该偏差变小来使作为光纤激光器系统整体的耐反射性恢复。具备使光纤激光器(FLi)中的后方激励功率(PBi)的比率增加，以便光纤激光器(FL1～FLn)的耐反射性的偏差变小的控制部(C)。

技术领域

本发明涉及具备包括至少一个双向激励型光纤激光器的光纤激光器群的光纤激光器系统。另外，还涉及这样的光纤激光器系统的控制方法。

背景技术

在材料加工的领域中，近年要求具有kW级的输出的激光器装置。然而，利用单一的光纤激光器来实现这样的激光器装置是困难的。鉴于此，具备多个光纤激光器、和对从各光纤激光器输出的激光进行合波的合束器的光纤激光器系统开始应用于材料加工的分野。

在这样的光纤激光器系统中，通过将被加工对象物反射的激光再射入到光纤激光器系统，有时光纤激光器系统会产生故障。

作为光纤激光器系统产生故障的原因，举例有受激拉曼散射。受激拉曼散射可以看作是从激光向斯托克斯光的功率转换过程，但公知有若该转换效率(拉曼增益)增大，则容易产生斯托克斯振荡，其结果，各光纤激光器的振荡状态变得不稳定，各光纤激光器故障(参照专利文献1)。

专利文献1：日本国公开专利公报“日本特开2015－95641号公报”(2015年5月18日公开)

本申请的发明者发现，对于构成光纤激光器系统的各光纤激光器，前方输出所包含的斯托克斯光的功率相对于后方输出所包含的激光的功率的比可作为表示斯托克斯振荡难以发生(以下，也记载为“耐反射性”)的指标。此处，后方输出所包含的激光的功率以及前方输出所包含的斯托克斯光的功率是在使全部光纤激光器额定工作的状态下测量出的激光以及斯托克斯光的功率。该比越大(接近于1)，则斯托克斯振荡越容易发生，耐反射性越低。相反，该比越小(接近于0)，则斯托克斯振荡越难以发生，耐反射性越高。

在光纤激光器系统中，有时各光纤激光器的耐反射性产生偏差。若各光纤激光器的耐反射性产生偏差，则被耐反射性较低的光纤激光器拖累，作为光纤激光器系统整体的耐反射性降低。这是因为，若在耐反射性较低的光纤激光器发生斯托克斯振荡，则由于通过该光纤激光器生成的斯托克斯光，在耐反射性较高的光纤激光器也发生斯托克斯振荡。因此，在各光纤激光器的耐反射性产生偏差的情况下，要求提高耐反射性较低的光纤激光器的耐反射性，使作为光纤激光器系统整体的耐反射性恢复。

然而，还不知道不使光纤激光器的后方输出所包含的激光的功率增减而使光纤激光器的耐反射性变化的方法。因此，在各光纤激光器的耐反射性产生偏差的情况下，难以一边维持作为光纤激光器系统整体的输出，一边使作为光纤激光器系统整体的耐反射性恢复。

此外，光纤激光器的耐反射性产生偏差例如是在作为激励光源而搭载于光纤激光器的激光二极管发生故障的情况。作为一个例子，考虑具备3个光纤激光器的光纤激光器系统。各光纤激光器具备6个激光二极管。在该光纤激光器系统中，若任意1个光纤激光器中任意1个激光二极管发生故障，则各光纤激光器中的激励光的功率之和变成17/18倍，与此对应地，光纤激光器系统的输出也降低。此时，在光纤激光器系统中，通过使对各光纤激光器供给的驱动电流的大小为18/17倍，从而进行维持输出的控制。于是，包含发生故障的激光二极管在内的光纤激光器的激励光的功率为故障前的5/6×18/17(＜1)倍，与此相对，不包含发生故障的激光二极管在内的光纤激光器的激励光的功率为故障前的6/6×18/17(＞1)倍。该情况下，激励光的功率较大的光纤激光器，即、不包含发生故障的激光二极管的光纤激光器中，耐反射性降低。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成，其目的在于实现一种光纤激光器系统，该光纤激光器系统在各光纤激光器的耐反射性产生偏差的情况下，能够一边维持作为光纤激光器系统整体的输出，一边使作为光纤激光器系统整体的耐反射性恢复。