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JP7086922B2 - Fiber laser system and its control method - Google Patents
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JP7086922B2 - Fiber laser system and its control method - Google Patents

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Description

本発明は、複数のファイバレーザユニットを備えたファイバレーザシステムに関する。また、そのようなファイバレーザシステムの制御方法に関する。 The present invention relates to a fiber laser system including a plurality of fiber laser units. It also relates to a control method for such a fiber laser system.

加工用のレーザ装置として、複数のファイバレーザユニットを備えたファイバレーザシステムが用いられている。ファイバレーザシステムの出力光のパワーは、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの和に概ね一致する。そして、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーは、そのファイバレーザユニットに含まれる励起光源を駆動する駆動電流の大きさに応じて決まる。このため、ファイバレーザシステムにおける出力光のパワーの制御は、各ファイバレーザユニットに含まれる励起光源を駆動する駆動電流の大きさを変更することによって実現される。 As a laser device for processing, a fiber laser system including a plurality of fiber laser units is used. The power of the output light of the fiber laser system roughly matches the sum of the powers of the laser light generated by each fiber laser unit. The power of the laser beam generated by each fiber laser unit is determined according to the magnitude of the drive current that drives the excitation light source included in the fiber laser unit. Therefore, the control of the output light power in the fiber laser system is realized by changing the magnitude of the drive current that drives the excitation light source included in each fiber laser unit.

ファイバレーザシステムの出力光のパワーを制御する技術を開示した文献としては、例えば、特許文献1が挙げられる。特許文献1に記載の技術では、各ファイバレーザユニットに含まれる励起光源を駆動する駆動電流の大きさに応じて重み付けした当該ファイバレーザユニットの駆動時間の積算値が、当該ファイバレーザユニットに関連付けて記憶される。そして、特許文献1に記載の技術では、ファイバレーザシステムの出力光のパワーの目標値に応じた数のファイバレーザユニットが、積算値の少ない順に選択され発光する。 Patent Document 1 is, for example, a document that discloses a technique for controlling the power of output light of a fiber laser system. In the technique described in Patent Document 1, the integrated value of the drive time of the fiber laser unit weighted according to the magnitude of the drive current for driving the excitation light source included in each fiber laser unit is associated with the fiber laser unit. It will be remembered. Then, in the technique described in Patent Document 1, a number of fiber laser units corresponding to the target value of the power of the output light of the fiber laser system are selected in ascending order of the integrated value and emit light.

特開2017-84964号公報(2017年5月18日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-89464 (published on May 18, 2017)

しかしながら、従来のファイバレーザシステムにおいては、何れかのファイバレーザユニットにおいて励起光源の偶発故障(以下、「頓死」とも記載する)が起こると、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーにばらつきが生じる。そして、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーにばらつきが生じると、相対的にパワーの大きいレーザ光を生成しているファイバレーザユニットを起点として、誘導ラマン散乱によるストークス発振が起こり、ファイバレーザシステムの故障に帰結する可能性がある。 However, in a conventional fiber laser system, when an accidental failure of an excitation light source (hereinafter, also referred to as “death”) occurs in any of the fiber laser units, the power of the laser light generated by each fiber laser unit is increased. There will be variation. Then, when the power of the laser beam generated by each fiber laser unit varies, Stokes oscillation occurs due to induced Raman scattering starting from the fiber laser unit that generates the laser beam having a relatively large power. This can result in a failure of the fiber laser system.

特許文献1に記載のファイバレーザシステムでは、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきを抑えることができない。このため、特許文献1に記載のファイバレーザシステムでは、ストークス発振による故障が生じる可能性を低減することができない。 In the fiber laser system described in Patent Document 1, it is not possible to suppress variations in the power of the laser beam generated by each fiber laser unit. Therefore, in the fiber laser system described in Patent Document 1, the possibility of failure due to Stokes oscillation cannot be reduced.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ストークス発振による故障が生じ難いファイバレーザシステムを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to realize a fiber laser system in which failure due to Stokes oscillation is unlikely to occur.

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムは、複数のファイバレーザユニットと、各ファイバレーザユニットにて生成されたレーザ光を合波するコンバイナと、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する制御部と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, the fiber laser system according to one aspect of the present invention includes a plurality of fiber laser units, a combiner that combines laser light generated by each fiber laser unit, and each fiber laser unit. It is provided with a control unit for controlling the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit so that the difference in the power of the laser light generated in the above is small.

また、上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムの制御方法は、複数のファイバレーザユニットと、各ファイバレーザユニットにて生成されたレーザ光を合波するコンバイナとを含むファイバレーザシステムの制御方法である。前記制御方法は、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する制御工程と、を含む。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, the control method of the fiber laser system according to one aspect of the present invention includes a plurality of fiber laser units and a combiner that combines the laser light generated by each fiber laser unit. It is a control method of a fiber laser system including. The control method includes a control step of controlling the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit so that the difference in the power of the laser light generated by each fiber laser unit becomes small. ,including.

上述した構成によれば、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきを抑えることができ、その結果、ストークス発振による故障が生じ難いファイバレーザシステムを実現することができる。 According to the above-described configuration, it is possible to suppress variations in the power of the laser beam generated by each fiber laser unit, and as a result, it is possible to realize a fiber laser system in which failure due to Stokes oscillation is unlikely to occur.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムにおいて、前記制御部は、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、且つ、前記コンバイナにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値に近づくように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、ことが好ましい。 Further, in the fiber laser system according to one aspect of the present invention, the control unit has an output so that the difference in power of the laser light generated by each fiber laser unit becomes small and the output is generated by the combiner. It is preferable to control the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit so that the power of light approaches a target value set by the user.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムの制御方法において、前記制御工程は、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、且つ、前記コンバイナにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値に近づくように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、ことが好ましい。 Further, in the control method of the fiber laser system according to one aspect of the present invention, the control step is generated by the combiner so that the difference in the power of the laser light generated by each fiber laser unit becomes small. It is preferable to control the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit so that the power of the output light produced approaches the target value set by the user.

上述した構成によれば、ユーザにより設定された目標値に近いパワーのレーザ光を出力しながらも、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきを抑えることができる。 According to the above-described configuration, it is possible to suppress variations in the power of the laser light generated by each fiber laser unit while outputting the laser light having a power close to the target value set by the user.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムは、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部を更に含み、前記制御部は、前記推定部において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じて、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、ことが好ましい。 Further, in the fiber laser system according to one aspect of the present invention, at least one of the survival number and the death number of the excitation light source included in the fiber laser unit is based on the power of the laser light generated by each fiber laser unit. Further including an estimation unit for estimating one, the control unit is a drive for supplying to each excitation light source included in each fiber laser unit according to at least one of the number of survivals and the number of deaths estimated by the estimation unit. It is preferable to control the magnitude of the current.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムの制御方法は、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定工程を更に含み、前記制御工程は、前記推定工程において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じて、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、ことが好ましい。 Further, the control method of the fiber laser system according to one aspect of the present invention is based on the power of the laser beam generated by each fiber laser unit, and the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source included in the fiber laser unit are determined. Further comprising an estimation step of estimating at least one, the control step is for each excitation light source included in each fiber laser unit, depending on at least one of the survival and death numbers estimated in the estimation step. It is preferable to control the magnitude of the drive current to be supplied.

励起光源の頓死数が異なる各ファイバレーザユニット(換言すれば励起光源の生存数が異なるファイバレーザユニット)に対して、同じ大きさの駆動電流を供給した場合、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーには、ばらつきが生じる。上述した構成によれば、制御部が生存数又は頓死数に応じて各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御することによって、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきを確実に抑えることができる。 When a drive current of the same magnitude is supplied to each fiber laser unit having a different number of excitation light sources (in other words, a fiber laser unit having a different survival number of excitation light sources), it is generated by each fiber laser unit. The power of the laser beam varies. According to the above-described configuration, the control unit controls the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit according to the number of survivors or the number of deaths, thereby being generated in each fiber laser unit. It is possible to surely suppress the variation in the power of the laser beam.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムは、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部と、前記推定部において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨を通知する通知部と、を更に含む、ことが好ましい。 Further, in the fiber laser system according to one aspect of the present invention, at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source included in the fiber laser unit is based on the power of the laser beam generated by each fiber laser unit. Further includes an estimation unit for estimating one and a notification unit for notifying when at least one of the number of survivors and the number of deaths estimated in the estimation unit reaches a predetermined number. Is preferable.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムの制御方法は、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定工程と、前記推定工程において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨を通知する通知工程と、を更に含む、ことが好ましい。 Further, the control method of the fiber laser system according to one aspect of the present invention is based on the power of the laser beam generated by each fiber laser unit, and the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source included in the fiber laser unit are determined. An estimation step for estimating at least one, and a notification step for notifying when at least one of the number of survivors and the number of deaths estimated in the estimation step reaches a predetermined number. Further, it is preferable to include it.

上記の構成によれば、生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨が通知されるため、ユーザは、生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達したファイバレーザユニットの交換に適した時期であることを知ることができる。 According to the above configuration, when at least one of the number of survivors and the number of sudden deaths reaches a predetermined number, the user is notified to that effect, so that the user can use at least one of the number of survivors and the number of sudden deaths. It can be known that is a suitable time for replacement of the fiber laser unit which has reached a predetermined number.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムにおいて、前記推定部は、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給している駆動電流の大きさと、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーとに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する、ことが好ましい。 Further, in the fiber laser system according to one aspect of the present invention, the estimation unit determines the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit and the laser generated by each fiber laser unit. It is preferable to estimate at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source contained in the fiber laser unit based on the power of light.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムの制御方法において、前記推定工程は、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給している駆動電流の大きさと、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーとに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する、ことが好ましい。 Further, in the control method of the fiber laser system according to one aspect of the present invention, in the estimation step, the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit and the magnitude of the drive current supplied by each fiber laser unit are generated. It is preferable to estimate at least one of the survival number and the death number of the excitation light source contained in the fiber laser unit based on the power of the laser beam.

上述した構成によれば、生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を精度よく推定することができる。 According to the above-mentioned configuration, at least one of the number of survivors and the number of sudden deaths can be estimated accurately.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムにおいて、前記制御部は、前記推定部において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定部において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御する、ことが好ましい。 Further, in the fiber laser system according to one aspect of the present invention, the control unit is a fiber laser unit in which the number of survivals estimated by the estimation unit is small, or the number of deaths estimated by the estimation unit is large. It is preferable to control the magnitude of the drive current so that the unit increases the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムの制御方法において、前記制御工程は、前記推定工程において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定工程において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御する、ことが好ましい。 Further, in the control method of the fiber laser system according to one aspect of the present invention, in the control step, the fiber laser unit having a smaller number of survivors estimated in the estimation step, or the number of deaths estimated in the estimation step is higher. It is preferable to control the magnitude of the drive current so that the larger the number of fiber laser units, the larger the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit.

上述した構成によれば、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきをより一層抑えることができる。 According to the above-described configuration, it is possible to further suppress variations in the power of the laser beam generated by each fiber laser unit.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムは、各ファイバレーザユニットに対応する係数であって、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じた係数を記憶する記憶部、を更に備えていてもよい。前記制御部は、(1)前記コンバイナにて生成される出力光のパワーの目標値であって、ユーザにより設定された目標値に基づいて、基本電流値を算出する基本電流値算出部と、(2)各ファイバレーザユニットについて、前記基本電流値算出部にて算出された基本電流値と、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する前記係数とに基づいて、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値を算出する個別電流値算出部と、(3)各ファイバレーザユニットについて、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを、前記個別電流値算出部にて算出された、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値に設定する駆動電流設定部と、有している、ことが好ましい。 Further, the fiber laser system according to one aspect of the present invention has a coefficient corresponding to each fiber laser unit, and is a coefficient corresponding to at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source included in the fiber laser unit. It may be further provided with a storage unit for storing the above. The control unit includes (1) a basic current value calculation unit that calculates a basic current value based on a target value of the power of the output light generated by the combiner and is set by the user. (2) For each fiber laser unit, the fiber laser is based on the basic current value calculated by the basic current value calculation unit and the coefficient stored in the storage unit corresponding to the fiber laser unit. The individual current value calculation unit that calculates the individual current value corresponding to the unit, and (3) the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit for each fiber laser unit are determined by the individual current value. It is preferable to have a drive current setting unit that sets the individual current value corresponding to the fiber laser unit calculated by the calculation unit.

上述した構成によれば、各ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が異なっていても、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきを抑えることができる。 According to the above-mentioned configuration, even if at least one of the survival number and the death number of the excitation light sources included in each fiber laser unit is different, the variation in the power of the laser light generated by each fiber laser unit is suppressed. be able to.

また、本発明の一態様に係るファイバレーザシステムは、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーを測定するレーザパワー測定部を更に備え、前記制御部は、(4)各ファイバレーザユニットについて、前記レーザパワー測定部にて測定されたレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部と、(5)各ファイバレーザユニットについて、前記推定部にて推定された励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に基づいて、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する係数を更新する係数更新部と、を更に有している、ことが好ましい。 Further, the fiber laser system according to one aspect of the present invention further includes a laser power measuring unit for measuring the power of the laser beam generated by each fiber laser unit, and the control unit is (4) each fiber laser unit. With respect to (5), an estimation unit that estimates at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source contained in the fiber laser unit based on the power of the laser beam measured by the laser power measurement unit. For each fiber laser unit, the coefficient corresponding to the fiber laser unit stored in the storage unit is updated based on at least one of the survival number and the death rate of the excitation light source estimated by the estimation unit. It is preferable to further have a coefficient updating unit.

上述した構成によれば、各ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を測定値に基づき精度よく推定し、推定した生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を、個別電流値の設定に用いる係数に反映させることができる。 According to the above-described configuration, at least one of the survival number and the death rate of the excitation light source included in each fiber laser unit is accurately estimated based on the measured value, and at least one of the estimated survival number and the death rate is determined. , Can be reflected in the coefficient used to set the individual current value.

本発明の一態様に係るファイバレーザシステムは、ストークス発振による故障が生じ難いファイバレーザシステムを実現することができる。 The fiber laser system according to one aspect of the present invention can realize a fiber laser system that is less likely to cause a failure due to Stokes oscillation.

本発明の実施形態に係るファイバレーザシステムの構成図である。It is a block diagram of the fiber laser system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態における制御部の機能ブロック構成図である。It is a functional block block diagram of the control part in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるファイバレーザユニットに対する駆動電流とレーザ光のパワーとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the drive current and the power of a laser beam with respect to the fiber laser unit in embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るファイバレーザシステムの制御方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control method of the fiber laser system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るファイバレーザシステムの他の制御方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining another control method of the fiber laser system which concerns on embodiment of this invention.

(ファイバレーザシステムの構成)
本発明の一実施形態に係るファイバレーザシステムFLSの構成について、図1を参照して説明する。図1は、ファイバレーザシステムFLSの構成を示すブロック図である。
(Structure of fiber laser system)
The configuration of the fiber laser system FLS according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fiber laser system FLS.

ファイバレーザシステムFLSは、ワークWを加工するためのレーザ装置であり、図1に示すように、n個のファイバレーザユニットFLU1~FLUn、n個のレーザデリバリファイバLDF1~LDFn、出力コンバイナOC、出力デリバリファイバODF、出力ヘッドOH、n個のレーザパワー測定部M1~Mn、制御部C、記憶部ME、及び通知部INを備えている。ファイバレーザユニットFLU1~FLUnとレーザデリバリファイバLDF1~LDFnとは、互いに一対一に対応する。ここで、nは、2以上の任意の自然数であり、ファイバレーザユニットFLU1~FLUn及びレーザデリバリファイバLDF1~LDFnの個数を表す。なお、図1においては、n=7の場合のファイバレーザシステムFLSの構成例を示している。 The fiber laser system FLS is a laser device for processing a work W, and as shown in FIG. 1, n fiber laser units FLU1 to FLUN, n laser delivery fibers LDF1 to LDFn, an output combiner OC, and an output. It includes a delivery fiber ODF, an output head OH, n laser power measurement units M1 to Mn, a control unit C, a storage unit ME, and a notification unit IN. The fiber laser units FLU1 to FLUN and the laser delivery fibers LDF1 to LDFn have a one-to-one correspondence with each other. Here, n is an arbitrary natural number of 2 or more, and represents the number of the fiber laser units FLU1 to FLUN and the laser delivery fibers LDF1 to LDFn. Note that FIG. 1 shows a configuration example of the fiber laser system FLS when n = 7.

ファイバレーザユニットFLUi(iは1以上n以下の自然数)は、レーザ光を生成する。本実施形態においては、前方励起型のファイバレーザをファイバレーザユニットFLU1~FLUnとして用いている。ファイバレーザユニットFLUiは、対応するレーザデリバリファイバLDFiの入力端に接続されている。ファイバレーザユニットFLUiにて生成されたレーザ光は、このレーザデリバリファイバLDFiに入力される。 The fiber laser unit FLUi (i is a natural number of 1 or more and n or less) generates a laser beam. In this embodiment, a forward-excited fiber laser is used as the fiber laser units FLU1 to FLUN. The fiber laser unit FLUi is connected to the input end of the corresponding laser delivery fiber LDFi. The laser light generated by the fiber laser unit FLUi is input to the laser delivery fiber LDFi.

レーザデリバリファイバLDFiは、対応するファイバレーザユニットFLUiにて生成されたレーザ光を導波する。本実施形態においては、シングルモードファイバ又はフューモードファイバをレーザデリバリファイバLDF1~LDFnとして用いている。レーザデリバリファイバLDFiの出力端は、出力コンバイナOCの入力ポートに接続されている。ファイバレーザユニットFLUiにて生成され、レーザデリバリファイバLDFiを導波されたレーザ光は、この入力ポートを介して出力コンバイナOCに入力される。 The laser delivery fiber LDFi waveguides the laser light generated by the corresponding fiber laser unit FLUi. In this embodiment, single mode fiber or fumode fiber is used as the laser delivery fibers LDF1 to LDFn. The output end of the laser delivery fiber LDFi is connected to the input port of the output combiner OC. The laser light generated by the fiber laser unit FLUi and guided through the laser delivery fiber LDFi is input to the output combiner OC via this input port.

出力コンバイナOCは、ファイバレーザユニットFLU1~FLUnの各々にて生成され、レーザデリバリファイバLDF1~LDFnの各々を導波されたレーザ光を合波する。出力コンバイナOCの出力ポートは、出力デリバリファイバODFの入力端に接続されている。出力コンバイナOCにて合波されたレーザ光は、この出力デリバリファイバODFに入力される。 The output combiner OC is generated by each of the fiber laser units FLU1 to FLUN, and the laser light guided through each of the laser delivery fibers LDF1 to LDFn is combined. The output port of the output combiner OC is connected to the input end of the output delivery fiber ODF. The laser beam combined with the output combiner OC is input to this output delivery fiber ODF.

出力デリバリファイバODFは、出力コンバイナOCにて合波されたレーザ光を導波する。本実施形態においては、マルチモードファイバを出力デリバリファイバODFとして用いている。出力デリバリファイバODFの出力端は、出力ヘッドOHに接続されている。出力コンバイナOCにて合成されたレーザ光は、この出力ヘッドOHを介してワーク(加工対象物)に照射される。 The output delivery fiber ODF guides the laser beam combined with the output combiner OC. In this embodiment, the multimode fiber is used as the output delivery fiber ODF. The output end of the output delivery fiber ODF is connected to the output head OH. The laser beam synthesized by the output combiner OC is applied to the work (workpiece) via the output head OH.

レーザパワー測定部Mi(iは1以上n以下の自然数)は、対応するファイバレーザユニットFLUiにて生成されるレーザ光のパワーを測定する。本実施形態においては、フォトダイオードをレーザパワー測定部Miとして用い、ファイバレーザユニットFLUiにて生成されるレーザ光から、分岐用光ファイバにより分岐されたレーザ光をこのフォトダイオードを用いて検出する。また、レーザパワー測定部Miは、後述の制御部Cに対して、測定値Piを表す信号を出力する。 The laser power measuring unit Mi (i is a natural number of 1 or more and n or less) measures the power of the laser beam generated by the corresponding fiber laser unit FLUi. In the present embodiment, a photodiode is used as the laser power measuring unit Mi, and the laser light branched by the branching optical fiber is detected from the laser light generated by the fiber laser unit FLUi using this photodiode. Further, the laser power measurement unit Mi outputs a signal representing the measured value Pi to the control unit C described later.

なお、各レーザパワー測定部Miは、分岐用光ファイバを介して、レーザ光のパワーを測定する構成に限定されない。例えば、各レーザパワー測定部Miは、レーザデリバリファイバLDFiから所定の距離離れた位置に配置されており、レーザデリバリファイバLDFi内を伝搬する光のレイリー散乱光を検出する構成であってもよい。このように構成されたレーザパワー測定部Miは、いわゆるレイリーモニタである。 The laser power measuring unit Mi is not limited to the configuration in which the power of the laser beam is measured via the branching optical fiber. For example, each laser power measuring unit Mi may be arranged at a position separated from the laser delivery fiber LDFi by a predetermined distance, and may be configured to detect Rayleigh scattered light of light propagating in the laser delivery fiber LDFi. The laser power measuring unit Mi configured in this way is a so-called Rayleigh monitor.

制御部Cは、ファイバレーザユニットFLU1~FLUnにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなる(望ましくは0になる)ように、且つ、出力コンバイナOCにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値P0に近づく(望ましくは一致する)ように、各ファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給される駆動電流Iiの大きさを制御する。なお、制御部Cの機能の詳細については、参照する図面を代えて後述する。 In the control unit C, the difference in the power of the laser light generated by the fiber laser units FLU1 to FLUN becomes small (preferably 0), and the power of the output light generated by the output combiner OC becomes small. The magnitude of the drive current Ii supplied to the excitation light sources PS1 to PSm is controlled in each fiber laser unit FLUi so as to approach (preferably match) the target value P0 set by the user. The details of the function of the control unit C will be described later instead of the reference drawings.

記憶部MEは、各ファイバレーザユニットFLUiに対応する係数αiを記憶する。各係数αiは、対応するファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給される駆動電流Iiの大きさを制御するために、制御部Cが参照する係数である。各係数αiは、制御部Cによって、対応するファイバレーザユニットFLUiに含まれる励起光源PS1~PSmの頓死数に応じて設定されている。ここで、励起光源PS1~PSmの頓死数とは、励起光源PS1~PSmのうち、既に頓死した(偶発故障により発光不能になった)励起光源の個数のことを指す。なお、係数αiの具体的な定義については後述する。また、記憶部MEは、後述するように制御部Cが参照する閾値頓死数を記憶する。閾値頓死数は、ファイバレーザユニットFLUiの仕様などに応じて予め定められている。 The storage unit ME stores the coefficient αi corresponding to each fiber laser unit FLUi. Each coefficient αi is a coefficient referred to by the control unit C in order to control the magnitude of the drive current Ii supplied to the excitation light sources PS1 to PSm in the corresponding fiber laser unit FLUi. Each coefficient αi is set by the control unit C according to the number of sudden deaths of the excitation light sources PS1 to PSm included in the corresponding fiber laser unit FLUi. Here, the number of dead states of the excited light sources PS1 to PSm refers to the number of excited light sources that have already died (become unable to emit light due to an accidental failure) among the excited light sources PS1 to PSm. The specific definition of the coefficient αi will be described later. Further, the storage unit ME stores the threshold number of sudden deaths referred to by the control unit C as described later. The threshold number of sudden deaths is predetermined according to the specifications of the fiber laser unit FLUi and the like.

通知部INは、制御部Cに含まれる頓死数推定部C04_1~C04_nにおいて推定された頓死数が予め定められた数である閾値頓死数に達した場合に、制御部Cからの制御によりその旨をユーザに通知する。通知部INは、(1)音声を発することで(例えばアラームを発することで)その旨をユーザに通知するように構成されていてもよいし、(2)文字又はイメージを表示することでその旨をユーザに通知するように構成されていてもよいし、(3)音声を発し、且つ、文字又はイメージを表示することでその旨をユーザに通知するように構成されていてもよい。音声を発する構成である場合、通知部INは、例えばスピーカを備えていればよいし、文字又はイメージを表示する構成である場合、通知部INは、例えば表示装置を備えていればよい。表示装置の一例としては、液晶ディスプレイがあげられる。なお、頓死数推定部C04_1~C04_nの機能の詳細については、後述する。 When the number of sudden deaths estimated by the number of sudden deaths estimation units C04_1 to C04_n included in the control unit C reaches the threshold number of sudden deaths, which is a predetermined number, the notification unit IN is controlled by the control unit C to that effect. To notify the user. The notification unit IN may be configured to (1) notify the user by emitting a voice (for example, by issuing an alarm), or (2) by displaying a character or an image. It may be configured to notify the user to that effect, or (3) it may be configured to notify the user by emitting a voice and displaying characters or images. In the case of a configuration for emitting voice, the notification unit IN may be provided with, for example, a speaker, and in the case of a configuration for displaying characters or images, the notification unit IN may be provided with, for example, a display device. An example of a display device is a liquid crystal display. The details of the functions of the sudden death number estimation units C04_1 to C04_n will be described later.

(ファイバレーザユニットの構成)
ファイバレーザシステムFLSが備えるファイバレーザユニットFLU1の構成について、引き続き図1を参照して説明する。なお、ファイバレーザユニットFLU2~FLUnも、ファイバレーザユニットFLU1と同様に構成されている。
(Structure of fiber laser unit)
The configuration of the fiber laser unit FLU1 included in the fiber laser system FLS will be described with reference to FIG. The fiber laser units FLU2 to FLUN are also configured in the same manner as the fiber laser unit FLU1.

ファイバレーザユニットFLU1は、前方向励起型のファイバレーザであり、図1に示すように、電流源CS1、m個の励起光源PS1~PSm、m個の励起デリバリファイバPDF1~PDFm、励起コンバイナPC、高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HR、増幅用ファイバAF、及び低反射ファイバブラッググレーティングFBG-LRを備えている。励起光源PS1~PSmと励起デリバリファイバPDF1~PDFmとは、互いに一対一に対応する。ここで、mは、2以上の任意の自然数であり、励起光源PS1~PSm及び励起デリバリファイバPDF1~PDFmの個数を表す。なお、図1においては、m=6の場合のファイバレーザユニットFLU1の構成例を示している。 The fiber laser unit FLU1 is a forward-excited fiber laser, and as shown in FIG. 1, a current source CS1, m excitation light sources PS1 to PSm, m excitation delivery fibers PDF1 to PDFm, an excitation combiner PC, and the like. It is equipped with a high-reflection fiber Bragg grating FBG-HR, an amplification fiber AF, and a low-reflection fiber Bragg grating FBG-LR. The excitation light sources PS1 to PSm and the excitation delivery fibers PDF1 to PDFm have a one-to-one correspondence with each other. Here, m is an arbitrary natural number of 2 or more, and represents the number of excitation light sources PS1 to PSm and excitation delivery fibers PDF1 to PDFm. Note that FIG. 1 shows a configuration example of the fiber laser unit FLU1 when m = 6.

電流源CS1は、駆動電流I1を励起光源PS1~PSmに供給する。この駆動電流I1の大きさは、制御部Cによって制御されている。各励起光源PSj(jは1以上m以下の自然数)は、励起光を生成する。各励起光源PSjにて生成される励起光のパワーは、電流源CSから供給される駆動電流I1の大きさに応じて決まる。本実施形態においては、レーザダイオードを励起光源PS1~PSmとして用いている。励起光源PSjは、対応する励起デリバリファイバPDFjの入力端に接続されている。励起光源PSjにて生成された励起光は、この励起デリバリファイバPDFiに入力される。 The current source CS1 supplies the drive current I1 to the excitation light sources PS1 to PSm. The magnitude of the drive current I1 is controlled by the control unit C. Each excitation light source PSj (j is a natural number of 1 or more and m or less) produces excitation light. The power of the excitation light generated by each excitation light source PSj is determined according to the magnitude of the drive current I1 supplied from the current source CS. In this embodiment, the laser diode is used as the excitation light source PS1 to PSm. The excitation light source PSj is connected to the input end of the corresponding excitation delivery fiber PDFj. The excitation light generated by the excitation light source PSj is input to the excitation delivery fiber PDFi.

励起デリバリファイバPDFjは、対応する励起光源PSjにて生成された励起光を導波する。励起デリバリファイバPDFjの出力端は、励起コンバイナPCの入力ポートに接続されている。励起光源PSjにて生成され、励起デリバリファイバPDFjを導波された励起光は、この入力ポートを介して励起コンバイナPCに入力される。 The excitation delivery fiber PDFj waveguides the excitation light generated by the corresponding excitation light source PSj. The output end of the excitation delivery fiber PDFj is connected to the input port of the excitation combiner PC. The excitation light generated by the excitation light source PSj and waved through the excitation delivery fiber PDFj is input to the excitation combiner PC via this input port.

励起コンバイナPCは、励起光源PS1~PSmの各々にて生成され、励起デリバリファイバPDF1~PDFmの各々を導波された励起光を合波する。励起コンバイナPCの出力ポートは、高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HRを介して増幅用ファイバAFの入力端に接続されている。励起コンバイナPCにて合波された励起光のうち、高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HRを透過した励起光は、増幅用ファイバAFに入力される。 The excitation combiner PC is generated by each of the excitation light sources PS1 to PSm, and the excitation light waved through each of the excitation delivery fibers PDF1 to PDFm is combined. The output port of the excitation combiner PC is connected to the input end of the amplification fiber AF via a high reflection fiber Bragg grating FBG-HR. Of the excitation light combined with the excitation combiner PC, the excitation light transmitted through the highly reflective fiber Bragg grating FBG-HR is input to the amplification fiber AF.

増幅用ファイバAFは、高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HRを透過した励起光を用いて、レーザ光を生成する。本実施形態においては、コアに希土類元素(例えばYb)が添加されたダブルクラッドファイバを増幅用ファイバAFとして用いている。高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HRを透過した励起光は、この希土類元素を反転分布状態に維持するために用いられる。増幅用ファイバAFの出力端は、低反射ファイバブラッググレーティングFBG-LRを介してレーザデリバリファイバLDF1の入力端に接続されている。高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HRは、ある波長λ(例えば、1060nm)においてミラーとして機能し(反射率が例えば99%となり)、低反射ファイバブラッググレーティングFBG-LRは、その波長λにおいてハーフミラーとして機能する(反射率が例えば10%となる)。このため、増幅用ファイバAFは、高反射ファイバブラッググレーティングFBG-HR及び低反射ファイバブラッググレーティングFBG-LRと共に、波長λのレーザ光を発振する共振器を構成する。増幅用ファイバAFにて生成されたレーザ光のうち、この低反射ファイバブラッググレーティングFBG-LRを透過したレーザ光は、レーザデリバリファイバLDF1に入力される。 The amplification fiber AF uses the excitation light transmitted through the highly reflective fiber Bragg grating FBG-HR to generate a laser beam. In this embodiment, a double clad fiber in which a rare earth element (for example, Yb) is added to the core is used as the amplification fiber AF. The excitation light transmitted through the highly reflective fiber Bragg grating FBG-HR is used to maintain this rare earth element in an inverted distribution state. The output end of the amplification fiber AF is connected to the input end of the laser delivery fiber LDF1 via a low reflection fiber Bragg grating FBG-LR. The high-reflection fiber Bragg grating FBG-HR functions as a mirror at a wavelength λ (eg, 1060 nm) (reflectance is, for example 99%), and the low-reflection fiber Bragg grating FBG-LR acts as a half mirror at that wavelength λ. It works (reflectance is, for example, 10%). Therefore, the amplification fiber AF, together with the high-reflection fiber Bragg grating FBG-HR and the low-reflection fiber Bragg grating FBG-LR, constitutes a resonator that oscillates a laser beam having a wavelength of λ. Of the laser light generated by the amplification fiber AF, the laser light transmitted through the low reflection fiber Bragg grating FBG-LR is input to the laser delivery fiber LDF1.

なお、本実施形態においては、前方励起型のファイバレーザをファイバレーザユニットFLU1~FLUnとして用いているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、本発明においては、後方励起型のファイバレーザをファイバレーザユニットFLU1~FLUnとして用いることもできるし、双方向励起型のファイバレーザをファイバレーザユニットFLU1~FLUnとして用いることもできる。 In the present embodiment, the forward-excited fiber laser is used as the fiber laser units FLU1 to FLUN, but the present invention is not limited to this. That is, in the present invention, the backward excitation type fiber laser can be used as the fiber laser units FLU1 to FLUN, or the bidirectional excitation type fiber laser can be used as the fiber laser units FLU1 to FLUN.

また、本実施形態において、ファイバレーザシステムFLSは、共振器型のファイバレーザユニットFLUiを複数備えている。しかし、本発明の一態様に掛かるファイバレーザシステムFLSは、出力コンバイナOCの後段に配置された、複数の励起光源と、増幅用ファイバとを更に備えていてもよい。この場合、複数のファイバレーザユニットFLUi及び出力コンバイナOCを含む部分は、種光を生成するMO(Master Oscillator)部として機能し、出力コンバイナOCの後段に配置された複数の励起光源及び増幅用ファイ
バを含む部分は、PA(Power Amplifier)部として機能する。すなわち、本発明の一態様は、MOPA型のファイバレーザシステムにも好適に利用可能である。
Further, in the present embodiment, the fiber laser system FLS includes a plurality of resonator type fiber laser units FLUi. However, the fiber laser system FLS according to one aspect of the present invention may further include a plurality of excitation light sources arranged after the output combiner OC and an amplification fiber. In this case, the portion including the plurality of fiber laser units FLUi and the output combiner OC functions as an MO (Master Oscillator) unit for generating seed light, and a plurality of excitation light sources and amplification fibers arranged after the output combiner OC. The part including is functioning as a PA (Power Amplifier) part. That is, one aspect of the present invention can also be suitably used for a MOPA type fiber laser system.

(制御部の構成)
制御部Cの機能について、図2を参照して説明する。図2は、制御部Cの機能を表す機能ブロック図である。図2において、制御部Cは、基本電流値算出部C01と、個別電流値算出部C02_1~C02_nと、駆動電流設定部C03_1~C03_nと、頓死数推定部C04_1~C04_nと、係数更新部C05_1~C05_nとを含む。なお、図2は、図1と同様、n=7の場合の制御部Cの構成例を表している。また、頓死数推定部C04_1~C04_nは、特許請求の範囲に記載の推定部の一態様である。
(Structure of control unit)
The function of the control unit C will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a functional block diagram showing the function of the control unit C. In FIG. 2, the control unit C includes a basic current value calculation unit C01, an individual current value calculation unit C02_1 to C02_n, a drive current setting unit C03_1 to C03_n, a sudden death number estimation unit C04_1 to C04_n, and a coefficient updating unit C05_1 to. Includes C05_n. Note that FIG. 2 shows a configuration example of the control unit C when n = 7, as in FIG. 1. Further, the sudden death number estimation units C04_1 to C04_n are one aspect of the estimation units described in the claims.

基本電流算出部C01、個別電流値算出部C02_1~C02_n、及び駆動電流設定部C03_1~C03_nは、各ファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給される駆動電流Iiを、ファイバレーザユニットFLU1~FLUnにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなる(望ましくは0になる)ように、且つ、出力コンバイナOCにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値P0に近づく(望ましくは一致する)ように制御するための構成である。基本電流算出部C01、個別電流値算出部C02_1~C02_n、及び駆動電流設定部C03_1~C03_nの各々の機能は、以下のとおりである。 The basic current calculation unit C01, the individual current value calculation units C02_1 to C02_n, and the drive current setting units C03_1 to C03_n refer to the drive currents Ii supplied to the excitation light sources PS1 to PSm in each fiber laser unit FLUi from the fiber laser units FLU1 to. The difference in the power of the laser beam generated by FLUN becomes small (preferably 0), and the power of the output light generated by the output combiner OC approaches the target value P0 set by the user. It is a configuration for controlling so as to (preferably match). The functions of the basic current calculation unit C01, the individual current value calculation units C02_1 to C02_n, and the drive current setting units C03_1 to C03_n are as follows.

基本電流値算出部C01は、ユーザにより設定された目標値P0に基づいて、基本電流値I0を算出する。ここで、基本電流値I0とは、全てのファイバレーザユニットFLU1~FLUnにおいて励起光源PS1~PSmの頓死数が0である場合に、出力コンバイナOCにて生成される出力光のパワーを目標値P0に一致させるために、各ファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給するべき駆動電流の電流値のことを指す。 The basic current value calculation unit C01 calculates the basic current value I0 based on the target value P0 set by the user. Here, the basic current value I0 means that the power of the output light generated by the output combiner OC is the target value P0 when the number of deaths of the excitation light sources PS1 to PSm is 0 in all the fiber laser units FLU1 to FLUN. Refers to the current value of the drive current to be supplied to the excitation light sources PS1 to PSm in each fiber laser unit FLUi in order to match.

例えば、基本電流値算出部C01は、予め定められた関数Pm(I)を用いて、基本電流値I0を算出する。この関数Pm(I)は、m個の励起光源PS1~PSmに供給される駆動電流の電流値Iと、m個の励起光源PS1~PSmから出力される励起光のパワーの和Pmとの関係を表す関数である。この場合、Pm(I)=P0を満たす電流値Iが基本電流値I0となる。あるいは、基本電流値算出部C01は、予め定められたテーブルTmを用いて、基本電流値I0を算出する。このテーブルTmは、m個の励起光源PS1~PSmに供給される駆動電流の電流値Iと、m個の励起光源PS1~PSmから出力される励起光のパワーの和Pmとが関連付けられたテーブルである。この場合、テーブルTmにおいて、目標値P0に最も近いパワーPmに関連付けられた電流値Iが基本電流値0になる。 For example, the basic current value calculation unit C01 calculates the basic current value I0 using a predetermined function Pm (I). This function Pm (I) is the relationship between the current value I of the drive current supplied to the m excitation light sources PS1 to PSm and the sum Pm of the powers of the excitation lights output from the m excitation light sources PS1 to PSm. Is a function that represents. In this case, the current value I satisfying Pm (I) = P0 is the basic current value I0. Alternatively, the basic current value calculation unit C01 calculates the basic current value I0 using a predetermined table Tm. This table Tm is a table in which the current value I of the drive current supplied to the m excitation light sources PS1 to PSm and the sum Pm of the powers of the excitation lights output from the m excitation light sources PS1 to PSm are associated with each other. Is. In this case, in the table Tm, the current value I associated with the power Pm closest to the target value P0 becomes the basic current value 0.

各個別電流値算出部C02_iは、基本電流値算出部C01によって算出された基本電流値I0と、記憶部MEに記憶された係数αiとに基づいて、対応するファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給する個別電流値を算出する。より具体的に言うと、個別電流値算出部C02_iは、基本電流値I0に係数αiを乗じることによって、個別電流値αi×I0を算出する。各駆動電流設定部C03_iは、対応するファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給される駆動電流Iiが、対応する個別電流値算出部C02_iにて算出された個別電流値αi×I0に一致するように、対応するファイバレーザユニットFLUiに含まれる電流源CSを制御する。 Each individual current value calculation unit C02_i is excited light sources PS1 to the corresponding fiber laser unit FLUi based on the basic current value I0 calculated by the basic current value calculation unit C01 and the coefficient αi stored in the storage unit ME. The individual current value supplied to PSm is calculated. More specifically, the individual current value calculation unit C02_i calculates the individual current value αi × I0 by multiplying the basic current value I0 by the coefficient αi. In each drive current setting unit C03_i, the drive current Ii supplied to the excitation light sources PS1 to PSm in the corresponding fiber laser unit FLUi matches the individual current value αi × I0 calculated by the corresponding individual current value calculation unit C02_i. As such, the current source CS included in the corresponding fiber laser unit FLUi is controlled.

頓死数推定部C04_1~C04_n及び係数更新部C05_1~C05_nは、各個別電流値算出部C02_iにより参照される係数αiを、対応するファイバレーザユニットFLUiにおける励起光源PS1~PSmの頓死数に応じて設定するための構成である。頓死数推定部C04_1~C04_n及び係数更新部C05_1~C05_nの各々の機能は以下のとおりである。 The number of deaths estimation unit C04_1 to C04_n and the coefficient update units C05_1 to C05_n set the coefficient αi referred to by each individual current value calculation unit C02_i according to the number of deaths of the excitation light sources PS1 to PSm in the corresponding fiber laser unit FLUi. It is a configuration to do. The functions of the sudden death number estimation units C04_1 to C04_n and the coefficient update units C05_1 to C05_n are as follows.

各頓死数推定部C04_iは、対応するファイバレーザユニットFLUiについて、レーザパワー測定部Miにて測定されたレーザ光のパワーの測定値Piに基づいて、このファイバレーザユニットFLUiにおける励起光源PS1~PSmの頓死数を推定する。 Each dead number estimation unit C04_i refers to the excitation light sources PS1 to PSm in the fiber laser unit FLUi based on the measured value Pi of the laser light measured by the laser power measurement unit Mi for the corresponding fiber laser unit FLUi. Estimate the number of deaths.

例えば、各頓死数推定部C04_iは、予め定められたm個の関数P1(I)~Pm(I)を用いて、対応するファイバレーザユニットFLUiにおける励起光源PS1~PSmの頓死数を推定する。ここで、関数Pj(I)は、j個の励起光源PS1~PSjに供給される駆動電流の電流値Iと、j個の励起光源PS1~PSjから出力される励起光のパワーの和Pjとの関係を表す関数である(j=1~m)。図3は、これらの関数P1(I)~Pm(I)を例示したグラフである。この場合、頓死数推定部C04_iは、駆動電流Ii(すなわち、測定値Piが得られた時点で適用されていた個別電流値αi×I0)を各関数Pj(I)に代入することによってパワーPj(Ii)を算出する。そして、頓死数推定部C04_iは、算出したパワーP1(Ii)~Pm(Ii)のうち、測定値Piに最も近いパワーを特定する。測定値Piに最も近いパワーがPk(Ii)である場合、頓死数推定部C04_iは、励起光源PS1~PSmの生存数がk個である、すなわち、励起光源PS1~PSmの頓死数がm-k個であると推定する。例えば、測定値Piに最も近いパワーがP1(Ii)である場合、頓死数推定部C04_iは、励起光源PS1~PSmの生存数が1個である、すなわち、励起光源PS1~PSmの頓死数がm-1個であると推定する。また、測定値Piに最も近いパワーがP2(Ii)である場合、頓死数推定部C04_iは、励起光源PS1~PSmの生存数が2個である、すなわち、励起光源PS1~PSmの頓死数がm-2個であると推定する。あるいは、各頓死数推定部C04_iは、予め定められたm個のテーブルT1~Tmを用いて、対応するファイバレーザユニットFLUiにおける励起光源PS1~PSmの頓死数を推定する。ここで、テーブルTjは、j個の励起光源PS1~PSjに供給される駆動電流の電流値Iと、j個の励起光源PS1~PSjから出力される励起光のパワーの和Pjとが関連付けられたテーブルである(j=1~m)。この場合、頓死数推定部C04_iは、各テーブルTjにおいて、駆動電流Iiに最も近い電流値Iに関連付けられているパワーPj(Ii)を選択する。そして、頓死数推定部C04_iは、選択したパワーP1(Ii)~Pm(Ii)のうち、測定値Piに最も近いパワーを特定する。測定値Piに最も近いパワーがPk(Ii)である場合、頓死数推定部C04_iは、励起光源PS1~PSmの生存数がk個である、すなわち、励起光源PS1~PSmの頓死数がm-k個であると推定する。 For example, each sudden death number estimation unit C04_i estimates the number of sudden deaths of the excitation light sources PS1 to PSm in the corresponding fiber laser unit FLUi by using m predetermined functions P1 (I) to Pm (I). Here, the function Pj (I) is the sum of the current values I of the drive currents supplied to the j excitation light sources PS1 to PSj and the powers of the excitation lights output from the j excitation light sources PS1 to PSj Pj. It is a function representing the relationship between (j = 1 to m). FIG. 3 is a graph illustrating these functions P1 (I) to Pm (I). In this case, the sudden death number estimation unit C04_i substitutes the drive current Ii (that is, the individual current value αi × I0 applied at the time when the measured value Pi is obtained) into each function Pj (I) to power Pj. (Ii) is calculated. Then, the sudden death number estimation unit C04_i identifies the power closest to the measured value Pi among the calculated powers P1 (Ii) to Pm (Ii). When the power closest to the measured value Pi is Pk (Ii), the dead number estimation unit C04_i has k survivors of the excitation light sources PS1 to PSm, that is, the deadness numbers of the excitation light sources PS1 to PSm are m-. It is estimated to be k. For example, when the power closest to the measured value Pi is P1 (Ii), the dead number estimation unit C04_i has one surviving number of the excitation light sources PS1 to PSm, that is, the dead number of the excitation light sources PS1 to PSm is one. It is estimated that there are m-1 pieces. Further, when the power closest to the measured value Pi is P2 (Ii), the dead number estimation unit C04_i has two surviving numbers of the excitation light sources PS1 to PSm, that is, the deadness numbers of the excitation light sources PS1 to PSm are two. It is estimated that there are m-2 pieces. Alternatively, each dead number estimation unit C04_i estimates the dead numbers of the excitation light sources PS1 to PSm in the corresponding fiber laser unit FLUi using m predetermined tables T1 to Tm. Here, the table Tj is associated with the current value I of the drive current supplied to the j excitation light sources PS1 to PSj and the sum Pj of the powers of the excitation lights output from the j excitation light sources PS1 to PSj. It is a table (j = 1 to m). In this case, the sudden death number estimation unit C04_i selects the power Pj (Ii) associated with the current value I closest to the drive current Ii in each table Tj. Then, the sudden death number estimation unit C04_i identifies the power closest to the measured value Pi among the selected powers P1 (Ii) to Pm (Ii). When the power closest to the measured value Pi is Pk (Ii), the dead number estimation unit C04_i has k survivors of the excitation light sources PS1 to PSm, that is, the deadness numbers of the excitation light sources PS1 to PSm are m-. It is estimated to be k.

制御部Cは、頓死数推定部C04_iにおいて推定された頓死数が予め定められた閾値頓死数に達した場合に、その旨を通知するように通知部INを制御する。このとき、制御部Cは、(1)各ファイバレーザユニットFLU1~FLU7のうち、頓死数が閾値頓死数に達したファイバレーザユニットを特定し、(2)その特定したファイバレーザユニットを識別する情報を、頓死数が予め定められた閾値頓死数に達したことと共に、通知するように通知部INを制御することが好ましい。 The control unit C controls the notification unit IN so as to notify when the number of sudden deaths estimated by the number of sudden deaths estimation unit C04_i reaches a predetermined threshold number of sudden deaths. At this time, the control unit C identifies (1) the fiber laser unit whose number of deaths has reached the threshold number of deaths among the fiber laser units FLU1 to FLU7, and (2) information for identifying the specified fiber laser unit. It is preferable to control the notification unit IN so as to notify when the number of deaths has reached a predetermined threshold number of deaths.

この構成によれば、頓死数が予め定められた数に達したことを、通知部INが通知する。そのため、ユーザは、ファイバレーザユニットFLU1~FLU7のうち何れかのファイバレーザユニットにおいて、頓死数が予め定められた数に達したことを知ることができる。すなわち、ユーザは、ファイバレーザユニットFLU1~FLU7のうち何れかのファイバレーザユニットの交換に適した時期であることを知ることができる。また、頓死数が予め定められた数に達したことに加えて、頓死数が閾値頓死数に達したファイバレーザユニットを識別する情報を、通知部INが通知することによって、ユーザは、頓死数が閾値頓死数に達したファイバレーザユニットを容易に特定することができる。 According to this configuration, the notification unit IN notifies that the number of sudden deaths has reached a predetermined number. Therefore, the user can know that the number of sudden deaths has reached a predetermined number in any of the fiber laser units FLU1 to FLU7. That is, the user can know that it is a suitable time to replace any one of the fiber laser units FLU1 to FLU7. Further, in addition to the fact that the number of sudden deaths has reached a predetermined number, the notification unit IN notifies the information for identifying the fiber laser unit whose number of sudden deaths has reached the threshold number of sudden deaths, so that the user can use the number of sudden deaths. Can easily identify the fiber laser unit that has reached the threshold number of sudden deaths.

係数更新部C05_iは、対応するファイバレーザユニットFLUiについて、頓死数推定部C04_iにて推定された頓死数に基づいて、記憶部MEに記憶された係数αiを更新する。例えば、頓死数推定部C04_iにて推定された頓死数が1個である場合、係数更新部C05_iは、記憶部MEにおける係数αiを、αi=m/(m-1)に設定する。あるいは、頓死数推定部C04_iにて推定された頓死数が2個である場合、係数更新部C05_iは、記憶部MEにおける係数αiを、αi=m/(m-2)に設定する。一般に、頓死数推定部C04_iにて推定された頓死数がx個である場合、係数更新部C05_iは、記憶部MEにおける係数αiを、αi=m/(m-x)に設定する。 The coefficient update unit C05_i updates the coefficient αi stored in the storage unit ME based on the number of deaths estimated by the death rate estimation unit C04_i for the corresponding fiber laser unit FLUi. For example, when the number of sudden deaths estimated by the sudden death number estimation unit C04_i is one, the coefficient updating unit C05_i sets the coefficient αi in the storage unit ME to αi = m / (m-1). Alternatively, when the number of sudden deaths estimated by the sudden death number estimation unit C04_i is two, the coefficient updating unit C05_i sets the coefficient αi in the storage unit ME to αi = m / (m-2). Generally, when the number of sudden deaths estimated by the sudden death number estimation unit C04_i is x, the coefficient updating unit C05_i sets the coefficient αi in the storage unit ME to αi = m / (mx).

なお、頓死数推定部C04_iにおいて推定された頓死数が閾値頓死数に達した場合に、制御部Cは、頓死数が閾値頓死数に達したファイバレーザユニットに対して供給する駆動電流Iiをその後は変化させることなく一定値となるように、駆動電流Iiの大きさを制御することが好ましい。例えば、制御部Cは、頓死数が閾値頓死数に達した頓死数推定部C04_iに対応する係数更新部C05_iに対して、係数αiを更新させないことによって、制御部Cは、駆動電流Iiの大きさを一定値に制御することができる。 When the number of sudden deaths estimated by the number of sudden deaths estimation unit C04_i reaches the threshold number of sudden deaths, the control unit C subsequently supplies a drive current Ii to be supplied to the fiber laser unit whose number of sudden deaths has reached the threshold number of sudden deaths. It is preferable to control the magnitude of the drive current Ii so that it becomes a constant value without changing. For example, the control unit C does not update the coefficient αi with respect to the coefficient update unit C05_i corresponding to the sudden death number estimation unit C04_i in which the number of sudden deaths reaches the threshold number of sudden deaths, so that the control unit C has a large drive current Ii. The coefficient can be controlled to a constant value.

なお、本実施形態において、推定部の一態様である頓死数推定部C04_iは、予め定められたm個の関数P1(I)~Pm(I)を用いて生存数を推定したうえで、推定した生存数を用いて頓死数を推定するものとして説明した。しかし、本発明の一態様において、推定部は、複数の関数Pj(I)又は複数のテーブルTjを用いて生存数及び頓死数の何れか一方を推定するように構成されていてもよい。 In the present embodiment, the sudden death number estimation unit C04_i, which is one aspect of the estimation unit, estimates the number of survivors after estimating the survival number using m predetermined functions P1 (I) to Pm (I). It was explained as an estimate of the number of sudden deaths using the number of survivors. However, in one aspect of the present invention, the estimation unit may be configured to estimate either the number of survivors or the number of sudden deaths using a plurality of functions Pj (I) or a plurality of tables Tj.

この場合、制御部は、推定部が生存数及び頓死数の何れか一方を推定するように構成されている場合、推定部において推定された生存数及び頓死数の何れか一方が予め定められた閾値生存数又は閾値頓死数に達した場合に、その旨を通知するように通知部を制御するように構成されていてもよい。 In this case, when the estimation unit is configured to estimate either the number of survivors or the number of deaths, the control unit determines in advance either the number of survivals or the number of deaths estimated by the estimation unit. When the threshold number of survivors or the threshold number of deaths is reached, the notification unit may be controlled to notify the fact.

この場合、制御部は、推定部において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定部において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御するように構成されていることが好ましい。 In this case, the control unit is a fiber laser unit with a small number of survivors estimated by the estimation unit, or a fiber laser unit with a large number of deaths estimated by the estimation unit, each excitation light source included in the fiber laser unit. It is preferable that the size of the drive current is controlled so as to increase the size of the drive current supplied to the light source.

また、本発明の一態様であるファイバレーザシステムは、各ファイバレーザユニットに対応する係数であって、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じた係数を記憶する記憶部、を更に備えていることが好ましい。そのうえで、制御部は、(1)前記コンバイナにて生成される出力光のパワーの目標値であって、ユーザにより設定された目標値に基づいて、基本電流値を算出する基本電流値算出部と、(2)各ファイバレーザユニットについて、前記基本電流値算出部にて算出された基本電流値と、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する前記係数とに基づいて、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値を算出する個別電流値算出部と、(3)各ファイバレーザユニットについて、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを、前記個別電流値算出部にて算出された、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値に設定する駆動電流設定部と、有している、ことが好ましい。 Further, the fiber laser system according to one aspect of the present invention has a coefficient corresponding to each fiber laser unit, and is a coefficient corresponding to at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source included in the fiber laser unit. It is preferable to further include a storage unit for storing the above. Then, the control unit is (1) a basic current value calculation unit that calculates the basic current value based on the target value of the power of the output light generated by the combiner and is set by the user. , (2) For each fiber laser unit, the fiber is based on the basic current value calculated by the basic current value calculation unit and the coefficient stored in the storage unit corresponding to the fiber laser unit. The individual current value calculation unit that calculates the individual current value corresponding to the laser unit, and (3) the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit for each fiber laser unit are determined by the individual current. It is preferable to have a drive current setting unit that sets the individual current value corresponding to the fiber laser unit calculated by the value calculation unit.

また、本発明の一態様であるファイバレーザシステムは、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーを測定するレーザパワー測定部を更に備えていることが好ましい。そのうえで、制御部は、(4)各ファイバレーザユニットについて、前記レーザパワー測定部にて測定されたレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部と、(5)各ファイバレーザユニットについて、前記推定部にて推定された励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に基づいて、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する係数を更新する係数更新部と、を更に有している、ことが好ましい。 Further, it is preferable that the fiber laser system according to one aspect of the present invention further includes a laser power measuring unit for measuring the power of the laser light generated by each fiber laser unit. Then, the control unit (4) for each fiber laser unit, at least the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source contained in the fiber laser unit based on the power of the laser beam measured by the laser power measurement unit. The estimation unit that estimates either one and (5) each fiber laser unit are stored in the storage unit based on at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source estimated by the estimation unit. Further, it is preferable to further have a coefficient updating unit for updating the coefficient corresponding to the fiber laser unit.

以上のように構成されたファイバレーザシステムFLSの制御方法は、相対的に短い周期で繰り返し実行される(例えば、1秒に1回実行される)短周期制御S1と、相対的に長い周期で繰り返し実行される(例えば、1時間に1回実行される)長周期制御S2とを含む。以下、これらの制御について、図4~図5を参照して説明する。なお、記憶部MEには、係数α1~αnの初期値として、それぞれ1が記憶されているものとする。また、記憶部MEには、上述した関数P1(I)~Pm(I)又はテーブルT1~Tmが記憶されているものとする。 The control method of the fiber laser system FLS configured as described above has a short cycle control S1 that is repeatedly executed in a relatively short cycle (for example, executed once per second) and a relatively long cycle. It includes a long-period control S2 that is repeatedly executed (for example, executed once an hour). Hereinafter, these controls will be described with reference to FIGS. 4 to 5. It is assumed that 1 is stored in the storage unit ME as the initial value of the coefficients α1 to αn. Further, it is assumed that the above-mentioned functions P1 (I) to Pm (I) or tables T1 to Tm are stored in the storage unit ME.

図4は、短周期制御S1の流れを示すフローチャートである。短周期制御S1は、以下の工程S101~S104を含む。 FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the short cycle control S1. The short cycle control S1 includes the following steps S101 to S104.

工程S101:基本電流値算出部C01は、目標値Pを取得する。目標値Pの入力がない場合は、目標値Pとして予め定められた値が用いられてもよい。 Step S101: The basic current value calculation unit C01 acquires the target value P. When the target value P is not input, a predetermined value may be used as the target value P.

工程S102:基本電流値算出部C01は、工程S101にて取得した目標値Pに基づいて、基本電流値I0を算出する。 Step S102: The basic current value calculation unit C01 calculates the basic current value I0 based on the target value P acquired in the step S101.

工程S103:各個別電流値算出部C02_iは、工程S102にて算出された基本電流値I0と、記憶部MEに記憶された係数αiとを用いて、個別電流値αi×I0を算出する。 Step S103: Each individual current value calculation unit C02_i calculates the individual current value αi × I0 by using the basic current value I0 calculated in the step S102 and the coefficient αi stored in the storage unit ME.

工程S104:各駆動電流設定部C03_iは、対応するファイバレーザユニットFLUiにおいて励起光源PS1~PSmに供給する駆動電流Iiの大きさを、工程S103にて算出した個別電流値αi×I0に設定する。 Step S104: Each drive current setting unit C03_i sets the magnitude of the drive current Ii supplied to the excitation light sources PS1 to PSm in the corresponding fiber laser unit FLUi to the individual current value αi × I0 calculated in the step S103.

図5は、長周期制御S2の流れを示すフローチャートである。長周期制御S2は、以下の工程S201~S204を含む。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the long period control S2. The long period control S2 includes the following steps S201 to S204.

工程S201:各頓死数推定部C04_iは、対応するファイバレーザユニットFLUiによって生成されたレーザ光のパワーの測定値Piを、レーザパワー測定部Miから取得する。 Step S201: Each dead number estimation unit C04_i acquires the measured value Pi of the power of the laser beam generated by the corresponding fiber laser unit FLUi from the laser power measurement unit Mi.

工程S202:頓死数推定部C04_iは、対応するファイバレーザユニットFLUiについて、工程S201にて取得した測定値Piと、個別電流値αi×I0とに基づいて、励起光源PS1~PSmの頓死数を推定する。 Step S202: The dead number estimation unit C04_i estimates the dead number of the excitation light sources PS1 to PSm based on the measured value Pi acquired in step S201 and the individual current value αi × I0 for the corresponding fiber laser unit FLUi. do.

工程S203:制御部Cは、頓死数推定部C04_iにおいて推定された頓死数が閾値頓死数に達した場合に、その旨を通知するように通知INを制御する。また、制御部Cは、頓死数が閾値頓死数に達したファイバレーザユニットに対して供給する駆動電流Iiをその後は変化させることなく一定値となるように、駆動電流Iiの大きさを制御することが好ましい。 Step S203: The control unit C controls the notification IN so as to notify when the number of sudden deaths estimated by the number of sudden deaths estimation unit C04_i reaches the threshold number of sudden deaths. Further, the control unit C controls the magnitude of the drive current Ii so that the drive current Ii supplied to the fiber laser unit having reached the threshold number of sudden deaths becomes a constant value without changing thereafter. Is preferable.

工程S204:係数更新部C05_iは、工程S202で推定された頓死数に基づいて、係数αiの新たな値を算出し、記憶部MEに記憶された係数αiの値を更新する。 Step S204: The coefficient updating unit C05_i calculates a new value of the coefficient αi based on the number of sudden deaths estimated in the step S202, and updates the value of the coefficient αi stored in the storage unit ME.

(本実施形態の効果)
本実施形態にて説明した制御部Cは、各ファイバレーザユニットFLUiに含まれる励起光源PS1~PSmの頓死数に応じた係数αiを任意の時点で算出して記憶しておき、各ファイバレーザユニットFLUiに供給する駆動電流Iiの大きさを、係数αiの値に応じて制御する。より具体的には、制御部Cは、頓死数推定部C04_iにより推定された頓死数が多いファイバレーザユニットFLUiほど、駆動電流Iiの大きさを大きくするように制御する。換言すれば、7個のファイバレーザユニットFLU1~FLU7のうち任意の2つのファイバレーザユニットを比較した場合に、制御部Cは、上述した頓死数が多いファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさが、上述した頓死数が少ないファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを上回るように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する。本実施形態にて説明した制御方法についても同様である。
(Effect of this embodiment)
The control unit C described in the present embodiment calculates and stores the coefficient αi corresponding to the number of deaths of the excitation light sources PS1 to PSm included in each fiber laser unit FLUi at an arbitrary time point, and stores each fiber laser unit. The magnitude of the drive current Ii supplied to the FLUi is controlled according to the value of the coefficient αi. More specifically, the control unit C controls the fiber laser unit FLUi, which has a larger number of sudden deaths estimated by the number of sudden deaths estimation unit C04_i, so as to increase the magnitude of the drive current Ii. In other words, when comparing any two fiber laser units out of the seven fiber laser units FLU1 to FLU7, the control unit C supplies to each excitation light source included in the above-mentioned fiber laser unit having a large number of deaths. Drive to be supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit so that the magnitude of the drive current to be driven exceeds the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit having a small number of deaths described above. Control the magnitude of the current. The same applies to the control method described in this embodiment.

これにより、各ファイバレーザユニットFLUiにおける励起光源PS1~PSmの頓死数が異なっていても、各ファイバレーザユニットFLUiにて生成されるレーザ光のパワーのばらつきを抑えることができる。その結果、本実施形態は、ストークス発振による故障が生じ難いファイバレーザシステムを実現することができる。 As a result, even if the excitation light sources PS1 to PSm in each fiber laser unit FLUi have different numbers of deaths, it is possible to suppress variations in the power of the laser light generated in each fiber laser unit FLUi. As a result, the present embodiment can realize a fiber laser system in which failure due to Stokes oscillation is unlikely to occur.

(変形例)
ファイバレーザシステムFLSは、図1に示した構成に加えて、出力パワー測定部を含んでいてもよい。出力パワー測定部は、出力コンバイナOCにて合成された出力光のパワーを測定する。例えば、出力パワー測定部Mは、出力デリバリファイバODFによって導波されたレーザ光から分岐されたレーザ光を、フォトダイオードを用いて検出することにより、測定を行ってもよい。また、出力パワー測定部は、制御部Cに対して、測定値Pを表す信号を出力する。
(Modification example)
The fiber laser system FLS may include an output power measuring unit in addition to the configuration shown in FIG. The output power measuring unit measures the power of the output light synthesized by the output combiner OC. For example, the output power measuring unit M may perform measurement by detecting the laser beam branched from the laser beam waveguideed by the output delivery fiber ODF by using a photodiode. Further, the output power measuring unit outputs a signal representing the measured value P to the control unit C.

この場合、制御部Cにおける基本電流値算出部C01は、ユーザにより設定された目標値P0に基づくことに加えて、出力パワー測定部によって測定された測定値Pに基づいて、基本電流値I0を算出する。具体的には、基本電流値算出部C01は、測定値Pが目標値P0に等しくないと判定した場合、上述のようにして算出した基本電流値I0に対して、P0/Pを乗じた値を、新たな基本電流値I0として算出してもよい。 In this case, the basic current value calculation unit C01 in the control unit C obtains the basic current value I0 based on the measured value P measured by the output power measuring unit in addition to being based on the target value P0 set by the user. calculate. Specifically, when the basic current value calculation unit C01 determines that the measured value P is not equal to the target value P0, the value obtained by multiplying the basic current value I0 calculated as described above by P0 / P. May be calculated as a new basic current value I0.

〔ソフトウェアによる実現例〕
ファイバレーザシステムFLSにおける制御部Cの各機能ブロック(特に基本電流値算出部C01、個別電流値算出部C02_i、駆動電流設定部C03_i、頓死数推定部C04_i、及び係数更新部C05_i)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of implementation by software]
Each functional block of the control unit C in the fiber laser system FLS (particularly, the basic current value calculation unit C01, the individual current value calculation unit C02_i, the drive current setting unit C03_i, the dead number estimation unit C04_i, and the coefficient update unit C05_i) is an integrated circuit. It may be realized by a logic circuit (hardware) formed in (IC chip) or the like, or may be realized by software.

後者の場合、ファイバレーザシステムFLSは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(
Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random
Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the fiber laser system FLS comprises a computer that executes the instructions of a program that is software that realizes each function. The computer includes, for example, one or more processors and a computer-readable recording medium that stores the program. Then, in the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention. As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. The recording medium may be a "non-temporary tangible medium", for example, a ROM (
In addition to Read Only Memory), tapes, disks, cards, semiconductor memories, programmable logic circuits, etc. can be used. In addition, RAM (Random) that expands the above program
Access Memory) and the like may be further provided. Further, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.

(付記事項)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(Additional notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

FLS ファイバレーザシステム
FLU1~FLUn ファイバレーザユニット
LDF1~LDFn レーザデリバリファイバ
OC 出力コンバイナ
ODF 出力デリバリファイバ
OH 出力ヘッド
M1~M7 レーザパワー測定部
C 制御部
ME 記憶部
CS1 電流源
PS1~PS6 励起光源
PDF1~PDF6 励起デリバリファイバ
PC 励起コンバイナ
FBG-HR 高反射ファイバブラッググレーティング
AF 増幅用ファイバ
FBG-LR 低反射ファイバブラッググレーティング
FLS Fiber Laser System FLU1 to FLUN Fiber Laser Unit LDF1 to LDFn Laser Delivery Fiber OC Output Combiner ODF Output Delivery Fiber OH Output Head M1 to M7 Laser Power Measuring Unit C Control Unit ME Storage Unit CS1 Current Source PS1 to PS6 Excitation Light Source PDF1 to PDF6 Excited delivery fiber PC Excitation combiner FBG-HR High reflection fiber Bragg grating AF Amplification fiber FBG-LR Low reflection fiber Bragg grating

Claims (9)

複数のファイバレーザユニットと、
各ファイバレーザユニットにて生成されたレーザ光を合波するコンバイナと、
各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、且つ、前記コンバイナにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値に近づくように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する制御部と、
各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部と、を備え、
前記制御部は、前記推定部において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じて、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とするファイバレーザシステム。
With multiple fiber laser units
A combiner that combines the laser light generated by each fiber laser unit,
Each fiber laser so that the difference in the power of the laser light generated by each fiber laser unit becomes small and the power of the output light generated by the combiner approaches the target value set by the user. A control unit that controls the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the unit,
A estimation unit for estimating at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source contained in the fiber laser unit based on the power of the laser beam generated by each fiber laser unit is provided.
The control unit controls the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit according to at least one of the survival number and the sudden death number estimated by the estimation unit.
A fiber laser system characterized by this.
前記推定部において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨を通知する通知部、を更に含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のファイバレーザシステム。
Further including a notification unit for notifying when at least one of the number of survivors and the number of sudden deaths estimated in the estimation unit reaches a predetermined number.
The fiber laser system according to claim 1 .
前記推定部は、更に、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給している駆動電流の大きさに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のファイバレーザシステム。
Further, the estimation unit is at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light sources included in the fiber laser unit , based on the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit. Estimate one,
The fiber laser system according to claim 1 or 2 .
前記制御部は、前記推定部において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定部において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項1からの何れか1項に記載のファイバレーザシステム。
In the control unit, the more the fiber laser unit estimated by the estimation unit has a smaller survival number, or the more the fiber laser unit estimated by the estimation unit has a larger number of deaths, the more the excitation light source included in the fiber laser unit. Control the magnitude of the drive current so that the magnitude of the supplied drive current is increased.
The fiber laser system according to any one of claims 1 to 3 .
各ファイバレーザユニットに対応する係数であって、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じた係数を記憶する記憶部、を更に備え、
前記制御部は、(1)前記目標値に基づいて、基本電流値を算出する基本電流値算出部と、(2)各ファイバレーザユニットについて、前記基本電流値算出部にて算出された基本電流値と、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する前記係数とに基づいて、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値を算出する個別電流値算出部と、(3)各ファイバレーザユニットについて、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを、前記個別電流値算出部にて算出された、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値に設定する駆動電流設定部と、有している、
ことを特徴とする請求項に記載のファイバレーザシステム。
Further, a storage unit is provided, which is a coefficient corresponding to each fiber laser unit and stores a coefficient corresponding to at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source included in the fiber laser unit.
The control unit is (1 ) a basic current value calculation unit that calculates a basic current value based on the target value, and (2) a basic calculation unit that calculates each fiber laser unit by the basic current value calculation unit. An individual current value calculation unit that calculates an individual current value corresponding to the fiber laser unit based on the current value and the coefficient corresponding to the fiber laser unit stored in the storage unit, and (3) each. For the fiber laser unit, the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the fiber laser unit is set to the individual current value corresponding to the fiber laser unit calculated by the individual current value calculation unit. It has a drive current setting unit.
The fiber laser system according to claim 2 .
複数のファイバレーザユニットと、各ファイバレーザユニットにて生成されたレーザ光を合波するコンバイナとを含むファイバレーザシステムの制御方法であって、
各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、且つ、前記コンバイナにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値に近づくように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する制御工程と、
各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定工程と、を含み、
前記制御工程は、前記推定工程において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じて、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とするファイバレーザシステムの制御方法。
It is a control method of a fiber laser system including a plurality of fiber laser units and a combiner that combines the laser beams generated by each fiber laser unit.
Each fiber laser so that the difference in the power of the laser light generated by each fiber laser unit becomes small and the power of the output light generated by the combiner approaches the target value set by the user. A control process that controls the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in the unit,
Including an estimation step of estimating at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light source contained in the fiber laser unit based on the power of the laser beam generated by each fiber laser unit.
The control step controls the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit according to at least one of the survival number and the death number estimated in the estimation step.
A method for controlling a fiber laser system.
前記推定工程において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨を通知する通知工程、を更に含む、
ことを特徴とする請求項に記載のファイバレーザシステムの制御方法。
Further including a notification step of notifying when at least one of the number of survivors and the number of sudden deaths estimated in the estimation step reaches a predetermined number.
The control method for a fiber laser system according to claim 6 , wherein the fiber laser system is controlled.
前記推定工程は、更に、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給している駆動電流の大きさに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載のファイバレーザシステムの制御方法。
In the estimation step, at least one of the number of survivors and the number of deaths of the excitation light sources included in the fiber laser unit is based on the magnitude of the drive current supplied to each excitation light source included in each fiber laser unit. Estimate one,
The control method for a fiber laser system according to claim 6 or 7 , wherein the fiber laser system is controlled.
前記制御工程は、前記推定工程において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定工程において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項6~8の何れか1項に記載のファイバレーザシステムの制御方法。
In the control step, a fiber laser unit with a small number of survivors estimated in the estimation step, or a fiber laser unit with a large number of deaths estimated in the estimation step, is used for each excitation light source included in the fiber laser unit. Control the magnitude of the drive current so that the magnitude of the supplied drive current is increased.
The control method for a fiber laser system according to any one of claims 6 to 8 , wherein the fiber laser system is controlled.
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