[发明专利]光源装置、直接二极管激光装置以及光耦合器

说明书

提供通过波长光束组合耦合后的激光束的品质优异的光源装置。本公开的光源装置(100)具备光纤(10)、将峰值波长不同的多个激光束同轴地重叠而生成波长耦合光束并出射的光束光源(20)、以及使从光束光源出射的波长耦合光束向光纤入射的光耦合器(30)。光耦合器(30)具备：第一柱面透镜(31)，其将波长耦合光束在第一平面内聚光，具有第一焦距；第二柱面透镜(32)，其在第二平面内聚光，具有第二焦距；以及第三柱面透镜(33)，具有比第一焦距长的第三焦距，在第一平面内聚光而向第一柱面透镜入射。

技术领域

本申请涉及光源装置、直接二极管激光装置以及光耦合器。

背景技术

使用高输出高亮度的激光束对多种材料进行切断、开孔、作标记等加工，或对金属材料进行焊接。以往，这种激光加工所使用的碳酸气体激光装置以及YAG固体激光装置的一部分正被替换为能量转换效率较高的光纤激光装置。光纤激光装置的激发光源中使用了激光二极管(以下，简称为LD。)。近年来，伴随着LD的高输出化，正在开发不将LD作为激发光源、而是用作直接对材料照射并加工的激光束的光源的技术。这种技术被称作直接二极管激光(DDL)技术。

专利文献1公开了将从多个LD分别出射的相互波长不同的多个激光束耦合(combine)来增大光输出的光源装置的一个例子。同轴地耦合波长相互不同的多个激光束被称作“波长光束组合(WBC)”或者“光束谱合成(SBC)”，例如可为了提高DDL装置等光输出以及亮度而使用于获得。

专利文献1：美国专利6192062号说明书

发明内容

发明将要解决的课题

在将通过波长光束组合而耦合后的光束聚光于光纤时，有光束品质恶化的情况。要求能够抑制这种光束品质恶化的光源装置。

用于解决课题的手段

本公开的光源装置在非限定地例示的实施方式中，具备：光纤；光束光源，其将峰值波长不同的多个激光束同轴地重叠，生成波长耦合光束并出射；以及光耦合器，其使从所述光束光源出射的所述波长耦合光束入射到所述光纤。与所述波长耦合光束的传播方向正交的第一方向上的所述波长耦合光束的第一光束参数积大于与所述传播方向以及所述第一方向这两方正交的第二方向上的第二光束参数积。所述光耦合器具备：第一柱面透镜，其将所述波长耦合光束在包含所述传播方向与所述第一方向的第一平面内进行聚光，具有第一焦距；第二柱面透镜，其将所述波长耦合光束在包含所述传播方向与所述第二方向的第二平面内进行聚光，具有第二焦距；以及第三柱面透镜，其具有比所述第一焦距长的第三焦距，使所述波长耦合光束在所述第一平面内聚光而向所述第一柱面透镜入射。

本公开的直接二极管激光装置在例示的实施方式中具备：上述的光源装置；以及加工头，其结合于所述光源装置的光纤，该加工头利用从所述光纤出射的所述波长耦合光束照射对象物。

本公开的光耦合器在例示的实施方式中，使多个激光束耦合后的耦合光束向光纤入射，与所述耦合光束的传播方向正交的第一方向上的所述耦合光束的第一光束参数积大于与所述传播方向以及所述第一方向这两方正交的第二方向上的第二光束参数积，所述光耦合器具备：第一柱面透镜，其将所述耦合光束在包含所述传播方向与所述第一方向的第一平面内进行聚光，具有第一焦距；第二柱面透镜，其将所述耦合光束在包含所述传播方向与所述第二方向的第二平面内进行聚光，具有第二焦距；以及第三柱面透镜，其具有比所述第一焦距长的第三焦距，使所述耦合光束在所述第一平面内聚光而向所述第一柱面透镜入射。

发明效果

根据本公开的实施方式，可提供抑制了光束品质的恶化的光源装置、直接二极管激光装置以及这些装置所使用的光耦合器。

附图说明

图1是表示将通过波长光束组合而耦合的激光束聚光于光纤的光源装置的构成例的图。

图2是示意地表示波长耦合光束W利用光耦合器30P聚光于光纤10的情形的图。