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JP3403773B2 - Fiber connection unit - Google Patents
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JP3403773B2 - Fiber connection unit - Google Patents

Fiber connection unit

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JP3403773B2
JP3403773B2 JP25292993A JP25292993A JP3403773B2 JP 3403773 B2 JP3403773 B2 JP 3403773B2 JP 25292993 A JP25292993 A JP 25292993A JP 25292993 A JP25292993 A JP 25292993A JP 3403773 B2 JP3403773 B2 JP 3403773B2
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laser light
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laser
light
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、YAGレーザ光等の加
工用レーザ光をファイバーで伝送する際のファイバーと
ファイバーまたはレーザ発振器とファイバーを光学的に
接続するファイバー接続ユニットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber connecting unit for optically connecting a fiber and a fiber or a laser oscillator and a fiber when transmitting a processing laser beam such as a YAG laser beam through the fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のファイバー接続ユニットを、図5
に示す。図5において、符号1は発振器からのレーザ光
を伝送し終端からレーザ光を出射する出射ファイバー
で、符号2はこの出射ファイバーから出射されるレーザ
光を入射する入射ファイバーである。出射ファイバー1
と入射ファイバー2は直線的に間隔をおいて設置され、
出射ファイバー1と入射ファイバー2の間には、出射フ
ァイバー1から出射されるレーザ光を入射ファイバー2
の入射端面に集光する集光レンズユニット3が設置され
ている。
2. Description of the Related Art A conventional fiber connecting unit is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 5 , reference numeral 1 is an emitting fiber that transmits the laser light from the oscillator and emits the laser light from the end, and reference numeral 2 is an incident fiber that enters the laser light emitted from the emitting fiber. Output fiber 1
And the input fiber 2 are linearly spaced apart,
Between the emission fiber 1 and the incidence fiber 2, the laser light emitted from the emission fiber 1 is incident on the incidence fiber 2
A condenser lens unit 3 for condensing light on the incident end face of is installed.

【0003】この構成においては、出射ファイバー1と
入射ファイバー2の相互の位置を調整する調整機構がな
く、出射ファイバー1と入射ファイバー2は一定に固定
される。また、出射ファイバー1から出射されるレーザ
光のパワーはこの時点では不明であり、光伝送状態が正
常か異常かも不明である。
In this structure, there is no adjusting mechanism for adjusting the mutual positions of the outgoing fiber 1 and the incoming fiber 2, and the outgoing fiber 1 and the incoming fiber 2 are fixedly fixed. Further, the power of the laser light emitted from the emission fiber 1 is unknown at this time, and it is also unknown whether the optical transmission state is normal or abnormal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、上記従来
技術においては、次のような問題点があった。 (1)入射ファイバー2端面におけるレーザ光の入射状
態をモニターしながら入射ファイバー2の先端位置を調
整する機構がないので、集光レンズユニット3によるレ
ーザ光の集光点を入射ファイバー2の入射端面の中心に
正確に位置させるのが難しい。 (2)発振器から例えば 200mのファイバーでレーザ光
を伝送し、ファイバー接続ユニットを介して次のファイ
バーにレーザ光を伝送する時にこの中間伝送パワーを確
認することができないため、加工点までレーザ光が安定
に伝送されているかどうか不明である。
Therefore, the above-mentioned prior art has the following problems. (1) Since there is no mechanism for adjusting the tip position of the incident fiber 2 while monitoring the incident state of the laser light on the end face of the incident fiber 2, the condensing point of the laser light by the condensing lens unit 3 is set to the incident end face of the incident fiber 2. It is difficult to position it exactly in the center of the. (2) Laser light is transmitted from the oscillator through a fiber of 200 m, for example, and the intermediate transmission power cannot be confirmed when transmitting the laser light to the next fiber through the fiber connection unit. It is unknown whether the transmission is stable.

【0005】本発明は係る点に対処してなされたもの
で、YAGレーザ光等の加工用レーザ光をファイバーで
伝送する際に、ファイバーを良好に接続するとともに、
この接続点でのレーザ光のパワーを確認して加工点まで
安定にレーザ光を伝送することができるファイバー接続
ユニットを提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above point, and when the processing laser light such as the YAG laser light is transmitted through the fiber, the fibers are well connected and
It is an object of the present invention to provide a fiber connection unit capable of confirming the power of laser light at this connection point and stably transmitting the laser light to the processing point.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、加工
用レーザ光を伝送する第1のファイバーと第2のファイ
バーを光学的に接続するファイバー接続ユニットにおい
て、第1のファイバーの端面から出射されたレーザ光を
第2のファイバーの入射端面に集光する集光レンズユニ
ットと、第1のファイバーの端面から出射されるレーザ
光を反射して第2のファイバーに導くとともに、レーザ
光の一部を透過する半透過ベンダーと、この半透過ベン
ダーを透過したレーザ光を検出し、この検出結果に基づ
いて第1のファイバーの端面から出射されるレーザ光の
パワーを計測する出射光モニター手段と、この出射光モ
ニター手段からの検出結果に基づいてレーザ発振器の電
源を制御しレーザ光の出力を調整するレーザ光調整手段
と、第2のファイバーの入射端面に可視光を照射しその
反射光を半透過ベンダーを介して入力することにより端
面画像およびその輝度を表示する入射端面モニター手段
とを具備することを特徴とする。
That is, according to the present invention, in a fiber connection unit for optically connecting a first fiber and a second fiber for transmitting a laser beam for processing, the light is emitted from the end face of the first fiber. And a condenser lens unit for condensing the laser light on the incident end face of the second fiber, and guiding the laser light emitted from the end face of the first fiber to the second fiber, and part of the laser light. A semi-transmissive bender that transmits the semi-transmissive bender, and an emission light monitoring unit that detects the laser light that has passed through the semi-transmission bender and measures the power of the laser light emitted from the end face of the first fiber based on the detection result. This outgoing light
Based on the detection result from the niter means,
Laser light adjusting means for controlling the light source and adjusting the laser light output
And an incident end face monitor means for displaying an end face image and its brightness by irradiating the incident end face of the second fiber with visible light and inputting the reflected light through a semi-transparent bender. .

【0007】この構成において、好ましくは、第1のフ
ァイバーの出射端部、集光レンズユニットおよび第2の
ファイバーの入射端部をそれぞれ保持する各保持部を冷
却する間接冷却手段と、第2のファイバーの入射端部の
保持部を3軸方向に移動可能に保持する調整テーブル
と、集光レンズユニットおよび半透過性ベンダーの各温
度を検出する温度検出手段をさらに具備する。
In this structure, preferably, an indirect cooling means for cooling the respective holding portions respectively holding the exit end of the first fiber, the condenser lens unit and the entrance end of the second fiber, and the second further comprising an adjustment table for holding the holding portion of the entrance end of the fiber to be movable in three axial directions, the temperature detection means to detect a condensing lens unit and the temperature of the semipermeable vendors.

【0008】また、本発明は、加工用レーザ光を発振す
るレーザ発振器と加工用レーザ光を伝送するファイバー
を光学的に接続するファイバー接続ユニットにおいて、
レーザ発振器から出射されたレーザ光をファイバーの入
射端面に集光する集光レンズユニットと、レーザ発振器
から出射されるレーザ光を反射してファイバーに導くと
ともに、レーザ光の一部を透過する半透過ベンダーと、
この半透過ベンダーを透過したレーザ光を検出し、この
検出結果に基づいてレーザ発振器から出射されるレーザ
光のパワーを計測する出射光モニター手段と、この出射
光モニター手段からの検出結果に基づいてレーザ発振器
の電源を制御しレーザ光の出力を調整するレーザ光調整
手段と、ファイバーの入射端面に可視光を照射しその反
射光を半透過ベンダーを介して入力することにより端面
画像およびその輝度を表示する入射端面モニター手段と
を具備することを特徴とする。
The present invention also provides a fiber connection unit for optically connecting a laser oscillator that oscillates a processing laser beam and a fiber that transmits the processing laser beam,
A condenser lens unit that collects the laser light emitted from the laser oscillator on the incident end face of the fiber, and a semi-transmission that reflects the laser light emitted from the laser oscillator to the fiber and transmits a part of the laser light. With a vendor,
Detecting the laser beam transmitted through the semitransparent vendors, and the emitted light monitoring means for measuring the power of the laser beam emitted from the laser oscillator on the basis of the detection result, the emitted
Laser oscillator based on the detection result from optical monitoring means
Light adjustment to control the power supply of the laser and adjust the output of laser light
And an incident end face monitor for displaying an end face image and its brightness by irradiating the incident end face of the fiber with visible light and inputting the reflected light through a semi-transparent bender.

【0009】この構成においても、好ましくは、集光レ
ンズユニットおよびファイバーの入射端部をそれぞれ保
持する各保持部を冷却する間接冷却手段と、ファイバー
の入射端部の保持部を3軸方向に移動可能に保持する調
整テーブルと、集光レンズユニットおよび半透過性ベン
ダーの各温度を検出する温度検出手段さらに具備す
る。
Also in this configuration, preferably, the indirect cooling means for cooling the condenser lens unit and each holding portion for holding the incident end portion of the fiber, and the holding portion for the incident end portion of the fiber are moved in three axial directions. It further comprises an adjustment table which is held as much as possible, and a temperature detecting means which detects each temperature of the condenser lens unit and the semi-transparent bender.

【0010】[0010]

【作用】上記構成において、半透過ベンダーは、出射端
から出射されるレーザ光のうち大部分を入射ファイバー
に向けて反射し、一部を透過して出射光モニター手段の
レーザ光センサに入射させる。出射光モニター手段は、
レーザ光センサとレーザ光パワー表示計を有し、レーザ
光センサの検出値より出射端から出射されたレーザ光の
パワーを算出してレーザ光パワー表示計に表示する。こ
の出射されたレーザ光のパワーを監視して、発振器の出
力を調整することにより、加工点にレーザ光を安定して
供給することができる。
In the above structure, the semi-transmissive bender reflects most of the laser light emitted from the emitting end toward the incident fiber and transmits a part of the laser light to the laser light sensor of the emitted light monitor means. . The emitted light monitor means
A laser light sensor and a laser light power indicator are provided, and the power of the laser light emitted from the emitting end is calculated from the detection value of the laser light sensor and displayed on the laser light power indicator. By monitoring the power of the emitted laser light and adjusting the output of the oscillator, the laser light can be stably supplied to the processing point.

【0011】入射端面モニター手段は、ファイバーの入
射端面に可視光を照射する照明ランプと、照明ランプか
らの可視光を入射端面に向けて反射するとともに入射端
面から反射してきた可視光を透過する半透過ミラーと、
入射端面からの反射光を入力して端面の画像を撮像する
カメラと、入射端面からの反射光をカメラに集光させる
結像レンズユニットと、カメラが撮像した端面画像を表
示するTVモニターとを有し、照明ランプの照明によ
り、出射端から出射され集光レンズユニットにより集光
され半透過ベンダーにより曲折されたレーザ光を入射す
るファイバーの端面画像を撮像し、TVモニターに表示
する。したがって、TVモニターを見ながら、調整テー
ブルでファイバーの先端位置を調整することにより、レ
ーザ光の集光点をファイバーの入射端面の中心に正確に
位置させることができる。また、加工中には、加工点か
らの反射光の変動を監視することで加工の安定化を図る
ことができる。
The incident end face monitor means includes an illuminating lamp for irradiating the incident end face of the fiber with visible light, a semi-transparent device for reflecting the visible light from the illuminating lamp toward the incident end face and transmitting the visible light reflected from the incident end face. Transparent mirror,
A camera that inputs reflected light from the incident end face to capture an image of the end face, an imaging lens unit that collects reflected light from the incident end face to the camera, and a TV monitor that displays the end face image captured by the camera. An image of the end face of the fiber, on which the laser light emitted from the emission end, condensed by the condensing lens unit, and bent by the semi-transmissive bender is incident, is captured by the illumination of the illumination lamp and displayed on the TV monitor. Therefore, by adjusting the position of the tip of the fiber with the adjustment table while watching the TV monitor, it is possible to accurately position the focal point of the laser light at the center of the incident end face of the fiber. Further, during the processing, it is possible to stabilize the processing by monitoring the fluctuation of the reflected light from the processing point.

【0012】また、間接冷却手段により光学部品の周囲
を冷却することにより、レーザ光の大出力化に伴う光学
部品の温度上昇を抑制することができ、さらに光学部品
の温度を温度検出手段により計測することにより、光学
部品の温度変化を監視してフアイバー接続ユニットの信
頼性を高めることができる。
Further, by cooling the periphery of the optical component by the indirect cooling means, it is possible to suppress the temperature rise of the optical component due to the increase in the output of the laser beam, and the temperature of the optical component is measured by the temperature detecting means. By doing so, it is possible to improve the reliability of the fiber connecting unit by monitoring the temperature change of the optical component.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、従来例と共通する部分には同一符号を付け
て説明する。図1は、本発明のファイバー接続ユニット
の一実施例を示すものである。この実施例においては、
出射ファイバー(第1のファイバー)1と入射ファイバ
(第2のファイバー)2はL字状に接続される。本実
施例のファイバー接続ユニット10は、出射ファイバー
1から出射されるレーザ光11を透過し集光する2枚の
レンズからなる集光レンズユニット3と、この集光レン
ズユニット3を透過したレーザ光11を集光点手前で9
0度に折り返す石英製などの半透過ベンダー12と、半
透過ベンダー12を透過した数%のレーザ光を検出する
レーザ光センサ13と、レーザ光センサ13で検出され
計測されたレーザ光パワーを表示するレーザ光パワー表
示計14と、入射ファイバー2の端面に光をあてるため
の照明ランプ15および半透過ミラー16と、入射ファ
イバー2の端面から反射された光17を入力し端面の画
像を撮像するCCDカメラ18と、入射ファイバー2の
端面からの反射光17をCCDカメラ18に収束するた
めの結像レンズユニット19と、CCDカメラ18から
の画像信号を入力し表示するTVモニター20とで構成
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same parts as those of the conventional example will be described with the same reference numerals. FIG. 1 shows an embodiment of the fiber connecting unit of the present invention. In this example,
The exit fiber (first fiber) 1 and the entrance fiber (second fiber) 2 are connected in an L shape. The fiber connection unit 10 of the present embodiment includes a condenser lens unit 3 including two lenses that transmits and condenses the laser light 11 emitted from the emission fiber 1, and a laser light transmitted through the condenser lens unit 3. 11 in front of the condensing point 9
A semi-transmissive bender 12 made of quartz or the like that folds back to 0 degrees , a laser light sensor 13 that detects a few% of the laser light that has passed through the semi-transmissive bender 12, and the laser light power detected and measured by the laser light sensor 13 are displayed. The laser light power indicator 14, the illumination lamp 15 and the semi-transmissive mirror 16 for applying light to the end face of the incident fiber 2, and the light 17 reflected from the end face of the incident fiber 2 are input and an image of the end face is captured. It is composed of a CCD camera 18, an imaging lens unit 19 for converging the reflected light 17 from the end face of the incident fiber 2 to the CCD camera 18, and a TV monitor 20 for inputting and displaying an image signal from the CCD camera 18. ing.

【0014】さらに、このファイバー接続ユニット10
においては、出射ファイバー1の端面、集光レンズユニ
ット3および入射ファイバー2の端面を間接的に冷却す
る冷却層21が各側面に形成されている。また、集光レ
ンズユニット3および半透過ベンダー12の端面にはそ
れぞれ熱伝対22が取り付けられ、温度計23によって
温度が計測されるようになっている。さらに入射ファイ
バー2の端面を保持し冷却層21を有する保持部24
は、図1(b)に示すようにX軸方向に可動のX軸テー
ブル25a,Y軸方向に可動のY軸テーブル25b,Z
軸方向に可動のZ軸テーブル25cからなる3軸方向に
移動調整可能な調整テーブル25の上に設置され、レー
ザ光の集光点に入射ファイバー2の端面の中心が位置す
るように調整される。また、ファイバー接続ユニット1
0から得られるデータ(温度、端面画像、パワー)は、
図2に示すように各計測器からコンピュータ26に入力
され、コンピュータ26は各データに基づいて発振器の
電源27を制御する。
Further, this fiber connection unit 10
In, the cooling layer 21 that indirectly cools the end face of the output fiber 1, the condenser lens unit 3 and the end face of the input fiber 2 is formed on each side surface. Further, thermocouples 22 are attached to the end surfaces of the condenser lens unit 3 and the semi-transmissive bender 12, respectively, and the temperature is measured by a thermometer 23. Further, a holding portion 24 for holding the end face of the incident fiber 2 and having the cooling layer 21
Is an X-axis table 25a movable in the X-axis direction and a Y-axis table 25b Z movable in the Y-axis direction as shown in FIG.
It is installed on an adjustment table 25 that is movable in the three axial directions and is composed of a Z-axis table 25c that is movable in the axial direction, and is adjusted so that the center of the end face of the incident fiber 2 is located at the focal point of the laser light. . Also, the fiber connection unit 1
Data obtained from 0 (temperature, end face image, power)
As shown in FIG. 2, each measuring instrument inputs to the computer 26, and the computer 26 controls the power supply 27 of the oscillator based on each data.

【0015】次に上記構成のファイバー接続ユニットの
作用を説明する。発振器からのレーザ光を伝送する出射
ファイバー1から出射されたレーザ光11は、数枚の集
光レンズからなる集光レンズユニット3で集光され、入
射ファイバー2の端面に集光する前に半透過ベンダー1
2で90度折り返され、出射ファイバーに対して垂直方向
に設置されている入射ファイバー2の端面に集光する。
このとき半透過ベンダー12を透過した数%のレーザ光
はレーザ光検出センサ13に入力され、出射ファイバー
1から出射されるレーザ光11のパワーが計測される。
入射ファイバー2の端面には、照明ランプ15から半透
過ミラー16で反射された可視光が照射される。この入
射端面に照射され反射した光17は、半透過ベンダー1
2を透過し結像レンズユニット19によりCCDカメラ
18上に焦点を結ぶ。CCDカメラ18は結像レンズユ
ニット19により収束され半透過ミラー16を透過した
光17を入力し、端面画像を撮像する。CCDカメラ1
8によって撮像された入射端面の画像はTVモニター2
0に表示される。
Next, the operation of the fiber connecting unit having the above structure will be described. The laser light 11 emitted from the emission fiber 1 that transmits the laser light from the oscillator is condensed by the condenser lens unit 3 composed of several condenser lenses, and the laser light 11 is divided into half before being condensed on the end face of the incident fiber 2. Transparent vendor 1
It is folded back 90 degrees at 2 and is focused on the end face of the incident fiber 2 which is installed in the direction perpendicular to the output fiber.
At this time, several percent of the laser light transmitted through the semi-transmissive bender 12 is input to the laser light detection sensor 13, and the power of the laser light 11 emitted from the emission fiber 1 is measured.
The end surface of the incident fiber 2 is irradiated with the visible light reflected by the semitransparent mirror 16 from the illumination lamp 15. The light 17 that is emitted to and reflected from the incident end face is the semi-transparent bender 1
The light passes through 2 and is focused on the CCD camera 18 by the imaging lens unit 19. The CCD camera 18 inputs the light 17 that is converged by the imaging lens unit 19 and transmitted through the semi-transmissive mirror 16, and captures an end face image. CCD camera 1
The image of the incident end face captured by the TV monitor 2
Displayed at 0.

【0016】コンピュータ26はTVモニター20から
画像処理装置28を介して端面画像データを入力すると
ともに、温度計23およびレーザ光パワー表示計14か
らのデータを入力し、各データの判断を行って発振器の
電源27等を制御する。
The computer 26 inputs the end face image data from the TV monitor 20 via the image processing device 28, and also inputs the data from the thermometer 23 and the laser light power display meter 14 to judge each data and make an oscillator. It controls the power source 27 and so on.

【0017】具体的には、レーザ光パワー表示計14か
ら得られるデータをもとに正常なパワーかどうかを判断
し、少ない場合には電源27の出力を上げてパワーの安
定化を計る光フィードバック制御を行う。また、温度計
23から得られるデータが正常か異常かを判断し、異常
の場合には電源27にレーザ発振をストップする。さら
にファイバー端面をモニターするTVモニター20でア
ライメントを調整するが、加工中に発生する可視光の光
がファイバー2を通してこのモニター上に観察される。
この可視光は、異常の場合には大きくその輝度が変動す
る。この輝度の変化量を従来のデータと比較しながら、
コンピュータにより判断してレーザ出力を制御する。
Specifically, it is judged whether or not the power is normal based on the data obtained from the laser light power indicator 14, and if the power is small, the output of the power supply 27 is increased to stabilize the power. Take control. Further, it is determined whether the data obtained from the thermometer 23 is normal or abnormal, and if abnormal, the power supply 27 stops the laser oscillation. Further, the alignment is adjusted by the TV monitor 20 which monitors the end face of the fiber, and visible light generated during processing is observed on this monitor through the fiber 2.
The brightness of this visible light fluctuates greatly when it is abnormal. While comparing this amount of change in brightness with conventional data,
The laser output is controlled by a computer.

【0018】以上の説明からも明らかなように、本実施
例のファイバー接続ユニットは、以下の効果が得られる
ため、特に高信頼性を要する原子力発電所におけるレー
ザ加工、修理等の際に好適である。 (1)ファイバーの光軸を容易に調整することができ、
簡単にファイバーの交換ができる。 (2)第2段目のファイバーに入射するパワーを計測で
きるため安定した加工が行え、また発振器出力とを比較
することで前段のファイバーや光学部品の劣化を想定す
ることができ、システム全体としての信頼性を高めるこ
とができる。また、電源への光フィードバック制御も容
易にできるため、さらなる安定した加工が行える。 (3)ファイバー接続ユニット内の光学部品の劣化や、
損傷状況も判定できるため、信頼性の高い光伝送システ
ムを構築することができる。
As is clear from the above description, the fiber connection unit of this embodiment has the following effects, and is therefore suitable for laser processing, repair, etc., particularly in a nuclear power plant requiring high reliability. is there. (1) The optical axis of the fiber can be easily adjusted,
Fiber can be easily replaced. (2) Since the power incident on the second stage fiber can be measured, stable processing can be performed, and by comparing it with the oscillator output, it is possible to assume the deterioration of the fiber and optical components of the previous stage, and the overall system The reliability of can be increased. Further, since optical feedback control to the power source can be easily performed, more stable processing can be performed. (3) Deterioration of optical parts in the fiber connection unit,
Since the damage status can be determined, a highly reliable optical transmission system can be constructed.

【0019】図3は、本発明のファイバー接続ユニット
の他の実施例を示すもので、図1に示す実施例とは半透
過ベンダー12と集光レンズユニット3の配列が異な
り、他はほとんど同じである。すなわち、出射ファイバ
ー1から出射され3たレーザ光は半透過ベンダー12で
約99%程度反射され、集光レンズユニット3を通過して
入射ファイバー2端面に集光される。半透過ベンダー1
2で透過した一部のレーザ光は、レーザ光用結像レンズ
31を経てレーザ光センサ13に入力され出射レーザ光
のパワーを計測されてパワー表示計14に表示される。
また、入射ファイバー2端面の調整のために、入射ファ
イバー2と同じ光軸上に照明ランプ15と半透過ミラー
16および入射ファイバー2端面の像を結像するための
結像レンズユニット19およびCCDカメラ18が設置
されている。この実施例と前述の図1に示す実施例との
違いは、この実施例の方が光学設計上難しい点があるだ
けで、機能的にはほぼ同等である。
FIG. 3 shows another embodiment of the fiber connecting unit of the present invention. The arrangement of the semi-transmissive bender 12 and the condenser lens unit 3 is different from that of the embodiment shown in FIG. Is. That is, about 99% of the laser light emitted from the emission fiber 1 is reflected by the semi-transmissive bender 12, passes through the condenser lens unit 3, and is condensed on the end face of the incident fiber 2. Semi-transparent bender 1
A part of the laser light transmitted through 2 is input to the laser light sensor 13 through the laser light imaging lens 31, the power of the emitted laser light is measured, and the power is displayed on the power indicator 14.
Further, in order to adjust the end face of the incident fiber 2, the illumination lamp 15, the semi-transmissive mirror 16 and the imaging lens unit 19 for forming an image of the end face of the incident fiber 2 and the CCD camera on the same optical axis as the incident fiber 2. 18 are installed. The difference between this embodiment and the embodiment shown in FIG. 1 described above is that they are functionally almost the same except that this embodiment is more difficult in terms of optical design.

【0020】図4は、本発明のファイバー接続ユニット
のさらに他の実施例を示すもので、ここではレーザ発振
器41とファイバーを接続する。この実施例において、
直列に数個配置されたレーザ発振器41から発振したレ
ーザ光42は、2枚の半透過ベンダー12a、12bで
折り返され集光レンズユニット3で集光され入射ファイ
バー2に入射される。
FIG. 4 shows still another embodiment of the fiber connecting unit of the present invention, in which the laser oscillator 41 and the fiber are connected. In this example,
A laser beam 42 oscillated from several laser oscillators 41 arranged in series is returned by the two semi-transmissive benders 12a and 12b, condensed by the condenser lens unit 3, and incident on the incident fiber 2.

【0021】この構成において、半透過ベンダー12b
の裏側に、レーザ光センサ13が設置され、パワーがモ
ニターされる。また、入射ファイバー2と同じ光軸上に
ファイバー端面モニター用に半透過ミラー16、照明用
ランプ15、およびCCDカメラ18が設置される。
In this configuration, the semi-transparent bender 12b
A laser light sensor 13 is installed on the back side of the and the power is monitored. Further, a semi-transmissive mirror 16, an illumination lamp 15, and a CCD camera 18 are installed on the same optical axis as the incident fiber 2 for fiber end face monitoring.

【0022】この構成により、レーザ光センサ13によ
り常時モニターされたパワーは、コンピュータ26に入
力されレーザ発振器41の電源27にフィードバックさ
れてレーザ加工の安定化が図られる。また、ファイバー
端面モニターにより入射ファイバー2端面のアライメン
トが容易に行われ、かつ加工中にモニターできる可視光
の挙動、変化等を画像処理装置28を通じてコンピュー
タ26により発振器41の制御を行うことができる。
With this configuration, the power constantly monitored by the laser light sensor 13 is input to the computer 26 and fed back to the power source 27 of the laser oscillator 41 to stabilize the laser processing. Further, the alignment of the end face of the incident fiber 2 can be easily performed by the fiber end face monitor, and the behavior and change of visible light that can be monitored during processing can be controlled by the computer 26 through the image processing device 28 by the computer 26.

【0023】[0023]

【発明の効果】上記したように、本発明によれば以下の
効果が得られる。 (1)ファイバーとファイバーの光軸を調整する際に、
入射ファイバーの光軸をモニター画面を観察しながら容
易に調整することができ、さらに簡単にファイバーの交
換ができる。 (2)第2段目のファイバーに入射するパワーを計測す
ることにより、安定した加工が行え、また発振器出力と
を比較することで前段のファイバーや光学部品の劣化を
想定することができ、システム全体としての信頼性を高
めることができる。また、電源への光フィードバック制
御も容易にできるため、さらなる安定した加工が行え
る。 (3)ファイバー接続ユニット内の光学部品の劣化や、
損傷状況も判定できるため、信頼性の高い光伝送システ
ムが構築できる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) When adjusting the fiber and the optical axis of the fiber,
The optical axis of the incident fiber can be easily adjusted while observing the monitor screen, and the fiber can be easily replaced. (2) Stable processing can be performed by measuring the power incident on the second-stage fiber, and deterioration of the previous-stage fiber and optical components can be assumed by comparing with the output of the oscillator. The reliability as a whole can be improved. Further, since optical feedback control to the power source can be easily performed, more stable processing can be performed. (3) Deterioration of optical parts in the fiber connection unit,
Since the damage status can be determined, a highly reliable optical transmission system can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のファイバー接続ユニットを
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fiber connection unit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のファイバー接続ユニットの
信号・データ処理を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing signal / data processing of the fiber connection unit according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例のファイバー接続ユニット
を概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a fiber connecting unit according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の実施例のファイバー接続ユ
ニットを概略的に示す図である。
FIG. 4 is a view schematically showing a fiber connection unit according to still another embodiment of the present invention.

【図5】従来のファイバー接続ユニットを示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional fiber connection unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………出射ファイバー 2………入射ファイバー 3………集光レンズユニット 12………半透過ベンダー 13………レーザ光センサ 16………半透過ミラー 18………CCDカメラ 19………結像レンズユニット 20………TVモニター 21………冷却層 25………調整テーブル 41………レーザ発振器 1 ... Output fiber 2 ... Incident fiber 3 ... Condensing lens unit 12 ... Semi-transparent bender 13 ... Laser light sensor 16 ... Semi-transparent mirror 18 ... CCD camera 19 ………… Imaging lens unit 20 ……… TV monitor 21 ... Cooling layer 25 ……… Adjustment table 41 ... Laser oscillator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−150145(JP,A) 特開 昭60−108190(JP,A) 実開 昭58−111181(JP,U) 実開 昭63−122784(JP,U) 実開 平5−15010(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-150145 (JP, A) JP-A-60-108190 (JP, A) Actual opening Sho-58-111181 (JP, U) Actual opening Sho-63- 122784 (JP, U) Actual Kaihei 5-15010 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/32

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】加工用レーザ光を伝送する第1のファイバ
ーと第2のファイバーを光学的に接続するファイバー接
続ユニットにおいて、 前記第1のファイバーの端面から出射されたレーザ光を
前記第2のファイバーの入射端面に集光する集光レンズ
ユニットと、 前記第1のファイバーの端面から出射されるレーザ光を
反射して前記第2のファイバーに導くとともに、レーザ
光の一部を透過する半透過ベンダーと、 この半透過ベンダーを透過したレーザ光を検出し、この
検出結果に基づいて前記第1のファイバーの端面から出
射されるレーザ光のパワーを計測する出射光モニター手
段と、前記出射光モニター手段からの検出結果に基づいて前記
第1のファイバーに接続されるレーザ発振器の電源を制
御しレーザ光の出力を調整するレーザ光調整手段と、 前記第2のファイバーの前記入射端面に可視光を照射し
その反射光を前記半透過ベンダーを介して入力すること
により端面画像およびその輝度を表示する入射端面モニ
ター手段とを具備することを特徴とするファイバー接続
ユニット。
1. A fiber connection unit for optically connecting a first fiber and a second fiber for transmitting a processing laser beam, wherein the laser beam emitted from the end face of the first fiber is the second fiber. A condensing lens unit that condenses on the incident end face of the fiber, and a semi-transmissive that reflects the laser light emitted from the end face of the first fiber and guides it to the second fiber, and transmits a part of the laser light. A bender, emission light monitor means for detecting the laser light transmitted through the semi-transmissive bender, and measuring the power of the laser light emitted from the end face of the first fiber based on the detection result, and the emission light monitor. Based on the detection result from the means
Controls the power of the laser oscillator connected to the first fiber
Laser light adjusting means for adjusting the output of the control laser light, and an end face image and its brightness by irradiating the incident end face of the second fiber with visible light and inputting the reflected light through the semi-transmission bender. An incident end face monitor means for displaying the above.
【請求項2】前記第1のファイバーの出射端部、前記集
光レンズユニットおよび前記第2のファイバーの入射端
部をそれぞれ保持する各保持部を冷却する間接冷却手段
を具備することを特徴とする請求項1記載のファイバー
接続ユニット。
2. An indirect cooling means is provided for cooling each holding portion that holds the exit end of the first fiber, the condenser lens unit, and the entrance end of the second fiber, respectively. The fiber connection unit according to claim 1.
【請求項3】前記第2のファイバーの入射端部の保持部
を3軸方向に移動可能に保持する調整テーブルを具備す
ることを特徴とする請求項1記載のファイバー接続ユニ
ット。
3. The fiber connecting unit according to claim 1, further comprising an adjustment table for holding a holding portion at an incident end portion of the second fiber so as to be movable in three axial directions.
【請求項4】前記集光レンズユニットおよび前記半透過
性ベンダーの各温度を検出する温度検出手段を具備する
ことを特徴とする請求項1記載のファイバー接続ユニッ
ト。
4. The fiber connecting unit according to claim 1, further comprising temperature detecting means for detecting respective temperatures of the condenser lens unit and the semi-transparent bender.
【請求項5】加工用レーザ光を発振するレーザ発振器と
加工用レーザ光を伝送するファイバーを光学的に接続す
るファイバー接続ユニットにおいて、 前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を前記ファイ
バーの入射端面に集光する集光レンズユニットと、 前記レーザ発振器から出射されるレーザ光を反射して前
記ファイバーに導くとともに、レーザ光の一部を透過す
る半透過ベンダーと、 この半透過ベンダーを透過したレーザ光を検出し、この
検出結果に基づいて前記レーザ発振器から出射されるレ
ーザ光のパワーを計測する出射光モニター手段と、 前記出射光モニター手段からの検出結果に基づいて前記
レーザ発振器の電源を制御しレーザ光の出力を調整する
レーザ光調整手段とを 前記ファイバーの前記入射端面に
可視光を照射しその反射光を前記半透過ベンダーを介し
て入力することにより端面画像およびその輝度を表示す
る入射端面モニター手段とを具備することを特徴とする
ファイバー接続ユニット。
5. A laser oscillator for oscillating processing laser light
Optically connect the fiber that transmits the laser light for processing
In the fiber connecting unit, the laser light emitted from the laser oscillator
A condenser lens unit that collects light on the incident end face of the bar, and a laser beam emitted from the laser oscillator
It guides the fiber and transmits a part of the laser light.
The semi-transparent bender and the laser light transmitted through this semi-transparent bender are detected.
The laser beam emitted from the laser oscillator is detected based on the detection result.
Emitted light monitoring means for measuring the power of the laser light, and the above-mentioned based on the detection result from the emitted light monitoring means.
Control the power of the laser oscillator and adjust the laser light output
Laser light adjusting means on the incident end face of the fiber
Visible light is emitted and the reflected light is transmitted through the semi-transmissive bender.
The edge image and its brightness are displayed by inputting
And an incident end face monitor means.
Fiber connection unit.
【請求項6】前記集光レンズユニットおよび前記ファイ
バーの入射端部をそれぞれ保持する各保持部を冷却する
間接冷却手段を具備することを特徴とする請求項5記載
のファイバー接続ユニット。
6. The condenser lens unit and the phi
Cooling each holding part that holds each entrance end of the bar
An indirect cooling means is provided, The claim 5 characterized by the above-mentioned.
Fiber connection unit.
【請求項7】前記ファイバーの入射端部の保持部を3軸
方向に移動可能に保持する調整テーブルを具備すること
を特徴とする請求項5記載のファイバー接続ユニット。
7. The retaining portion of the entrance end portion of the front Symbol fiber triaxial
Provided with an adjustment table that holds it so that it can move in any direction.
The fiber connecting unit according to claim 5.
【請求項8】前記集光レンズユニットおよび前記半透過
性ベンダーの各温度を検出する温度検出手段を具備する
ことを特徴とする請求項5記載のファイバー接続ユニッ
ト。
8. The condenser lens unit and the semi-transmission
Equipped with temperature detection means to detect the temperature of each sex vendor
The fiber connection unit according to claim 5, wherein
To.
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