CN113615013A - 光连接器以及具备该光连接器的激光装置 - Google Patents

光连接器以及具备该光连接器的激光装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光连接器以及具备该光连接器的激光装置。本发明提供一种能够以简单的构造检测返回光的光连接器。光连接器(30)具备：框体(31)，在内部形成有光传播空间(S)；玻璃块(32)，配置于框体(31)的端部；输出光纤(15)，从框体(31)的外部经过光传播空间(S)而与玻璃块(32)连接；以及返回光纤(17)，从光传播空间(S)的内部向框体(31)的外部延伸。输出光纤(15)包括供输出激光(L)传播的纤芯(51)。返回光纤(17)包括能够供在光传播空间(S)传播的光耦合的纤芯(61)。

Description

光连接器以及具备该光连接器的激光装置
技术领域
本发明涉及光连接器以及激光装置，特别是涉及具备光连接器的激光装置。
背景技术
以往，已知有如下激光装置：从光连接器向加工对象物照射由光纤激光器等的激光光源生成的激光而进行加工对象物的焊接、切断。在使用这样的激光装置的工艺中，有时包含照射到加工对象物的激光的反射光、在加工点产生的等离子光、红外光等的光返回到光连接器(以下，存在将这样的光称为“返回光”的情况)，这样的返回光的光量根据在该时刻的工艺条件以及工艺状态而变化，因此通过检测该返回光的变化，能够判定加工工艺的优劣，或者进行对加工工艺的反馈。从这样的观点出发，还开发了如下光连接器：与传播用于加工的激光的纤芯分别地设置传播返回光的多个纤芯，利用设置于光连接器的框体的内部的光检测器检测在这些纤芯中传播的返回光(例如，参照专利文献1)。
然而，在这样的现有的光连接器中所使用的光纤除了传播加工用的激光的纤芯之外，还包含传播返回光的多个纤芯。制作包含这样的多个纤芯的光纤困难，因此要求能够以更简单的构造检测返回光的光连接器。
专利文献1：日本特开2018-4834号公报
发明内容
本发明是鉴于这样的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供能够以简单的构造检测返回光的光连接器以及激光装置。
根据本发明的第一方式，提供一种能够以简单的构造检测返回光的光连接器。该光连接器具备：框体，在内部形成有光传播空间；玻璃块，配置于上述框体的端部；输出光纤，该输出光纤从上述框体的外部经过上述光传播空间而与上述玻璃块连接；以及至少一个返回光纤，从上述光传播空间的内部延伸至上述框体的外部。上述输出光纤包括传播输出激光的纤芯。上述至少一个返回光纤包括能够供在上述光传播空间传播的光耦合的纤芯。
根据本发明的第二方式，提供一种能够以简单的构造检测返回光的激光装置。该激光装置具备：上述的光连接器；至少一个激光光源，生成上述输出激光；以及至少一个光检测部，对在上述光连接器的上述光传播空间中入射至上述至少一个返回光纤的上述纤芯的返回光进行检测。上述至少一个激光光源与上述光连接器的上述输出光纤连接。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的激光装置的整体结构的示意图。
图2是表示图1所示的激光装置中的输出光纤的结构的示意剖视图。
图3是表示图1所示的激光装置中的返回光纤的结构的示意剖视图。
图4是表示图1所示的激光装置中的光连接器的结构的示意剖视图。
图5是表示本发明的第二实施方式中的光连接器的结构的示意剖视图。
图6是表示本发明的第三实施方式中的光连接器的结构的示意剖视图。
图7是表示本发明的第四实施方式中的激光装置的整体结构的示意图。
图8是表示本发明的第五实施方式中的光连接器的结构的示意剖视图。
图9是表示图8的光连接器的变形例的示意剖视图。
图10是表示本发明的第六实施方式中的光连接器的结构的示意剖视图。
图11是表示本发明的第六实施方式中的激光装置的整体结构的一个例子的示意图。
图12是表示本发明的第七实施方式中的光连接器的结构的示意剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1～图12对本发明所涉及的光连接器以及激光装置的实施方式进行详细说明。此外，在图1～图12中，对于相同或者相当的构成要素标注相同的附图标记而省略重复的说明。另外，在图1～图12中，存在夸大地表示各构成要素的比例尺、尺寸的情况、省略一部分的构成要素的情况。
图1是表示本发明的第一实施方式中的激光装置1的整体结构的示意图。如图1所示，本实施方式中的激光装置1包括装置主体10、保持加工对象物W的载置台20、朝向载置台20上的加工对象物W照射输出激光L的光连接器30、以及将光连接器30和装置主体10连接的光缆40。本实施方式中的激光装置1用于通过将高输出的输出激光L照射到加工对象物W从而对加工对象物W的表面进行加工，但本发明不限于这样的激光装置，能够应用于各种激光装置。
在装置主体10的内部收容有多个激光光源12、将来自这些激光光源12的激光进行耦合的光合束器14、以及对包含照射到加工对象物W的输出激光L的反射光及在加工点、其附近产生的等离子光、红外光等在内的返回光进行检测的光检测部16。激光光源12分别生成规定的波长(例如1100nm)的输出激光，例如能够由主振荡器输出放大器(MOPA)型的光纤激光器、谐振器型的光纤激光器构成。
激光光源12和光合束器14分别通过光纤13相互连接。另外，在光合束器14连接有输出光纤15，通过该输出光纤15将光合束器14和光连接器30相互连接。如图2所示，该输出光纤15包括使在光合束器14中耦合的输出激光传播的纤芯51、位于纤芯51的周围且折射率比纤芯51低的包层52、以及覆盖包层52的周围的被覆53。
另外，在光检测部16连接有返回光纤17，通过该返回光纤17将光检测部16和光连接器30相互连接。如图3所示，该返回光纤17包括传播返回光的纤芯61、位于纤芯61的周围且折射率比纤芯61低的包层62、以及覆盖包层62的周围的被覆63。例如，也可以由纯二氧化硅构成返回光纤17的纤芯61，通过在包层62中添加氟从而使包层62的折射率比纤芯61低。将这样的光纤称为所谓的纯二氧化硅纤芯光纤，紫外区域的波长的光的透射率高。此外，在装置主体10与光连接器30之间，输出光纤15和返回光纤17收容于光缆40的内部。
图4是表示光连接器30的结构的示意剖视图。如图4所示，光连接器30包括具有双管构造的框体31、配置于框体31的下端部的玻璃块32、以及装填于框体31的上端部的隔离物33。在隔离物33中贯通有从装置主体10延伸的输出光纤15和返回光纤17。玻璃块32例如由圆柱状的石英构成。
框体31包括外壁34和配置于外壁34的径向内侧的内壁35。框体31的内壁35的下端和上端分别由玻璃块32和隔离物33密封，由此，在框体31的内壁35的径向内侧形成有光传播空间S。
在射出高输出的输出激光L的情况下，光连接器30变成高温，因此在外壁34与内壁35之间形成有使冷却介质C(例如冷却水)在光传播空间S的周围循环的冷却流路36。框体31具有用于向冷却流路36中导入冷却介质C的入口端37、和用于从冷却流路36排出冷却介质C的出口端38。通过使冷却介质C在这样的冷却流路36中循环从而能够冷却框体31，因此能够抑制因输出激光L而导致的框体31的温度上升。因此，能够提高从光连接器30射出的输出激光L的输出。
如图4所示，在输出光纤15的端部除去被覆53，在光传播空间S内使包层52露出。该露出的包层52(以及纤芯51)的端面与玻璃块32熔接。由此，在输出光纤15的纤芯51中传播来的输出激光入射到玻璃块32而透过玻璃块32后，通过未图示的聚光透镜被聚集在载置台20上的加工对象物W的表面。这样，输出激光L被照射到加工对象物W的表面从而进行加工对象物W的表面的加工(例如焊接、切断)(参照图1)。
在这里，照射到加工对象物W的表面的输出激光L的一部分由加工对象物W反射而成为反射光，从玻璃块32入射到光传播空间S。另外，在加工对象物W的加工点，在输出激光L通过由于加工而产生的高温的金属蒸气(羽流)时，羽流过热而产生等离子光。另外，由于辐射也产生红外光。这些等离子光、红外光也通过玻璃块32从端面32A入射到光传播空间S。在上述的框体31内的光传播空间S中，这些反射光、等离子光、红外光等返回光M进行传播。
已知该返回光M的光量根据输出激光L的功率的变动、辅助气体的状态、加工对象物W的表面的污垢、被加工的材料的组成的变化、进行加工的接合点间的间隙的变化之类的工艺条件以及工艺状态而变化。因此，通过检测返回光M的光量的变化，能够掌握此时的工艺条件以及工艺状态，由此，能够判定激光加工的优劣，或者进行对激光加工的反馈。
如图4所示，返回光纤17的端部17A位于光传播空间S内，返回光纤17从光传播空间S的内部延伸至框体31的外部的装置主体10。返回光纤17的纤芯61的端面在光传播空间S露出，经过玻璃块32入射到光传播空间S的返回光M能够从该纤芯61的端面与纤芯61耦合。入射到返回光纤17的纤芯61的返回光M在纤芯61中传播而到达装置主体10的光检测部16。在光检测部16中，使用公知的光传感器来检测返回光M的光量。此外，为了提高光检测部16中的返回光M的检测灵敏度，优选返回光纤17的纤芯61的直径比输出光纤15的纤芯51的直径大。
在本实施方式中，只要使具有单一的纤芯51的输出光纤15与玻璃块32熔接即可，因此与上述的现有的光连接器相比，光连接器30的组装作业容易。另外，在现有的光连接器中，检测返回光的光检测器位于光连接器的框体的内部，因此有可能光检测器无法承受由高输出的输出激光产生的热，但在本实施方式中，光检测部16设置于光连接器30的外部(装置主体10的内部)，因此光检测部16不易受到输出激光产生的热的影响。
另外，在现有的光连接器中，需要将包含光检测器的电路收容于光连接器的框体的内部，因此难以使光连接器小型化，但在本实施方式中，仅在光连接器30中追加小径的返回光纤17就能够进行返回光的检测，因此能够使光连接器30小型化以及轻型化。
并且，在现有的光连接器中，从光连接器内的光检测器到光连接器外部的控制部的电路径较长，因此由光检测器得到的检测信号被发送到控制部为止容易受到噪声的影响，但在本实施方式中，返回光M从光连接器30以光的形态被发送至装置主体10的光检测部16，因此不易受到噪声的影响。
也可以将玻璃块32的端面32A设为粗糙面。这样的粗糙面例如能够通过在玻璃块32的端面32A实施蚀刻而形成。这样，将玻璃块32的端面32A设为粗糙面，从而返回光M在玻璃块32的端面32A散射，因此返回光M的功率密度不易取决于位置。因此，能够抑制返回光M的检测灵敏度由于返回光纤17的端部17A的位置而变化的情况，能够更稳定地检测返回光M。
图5是表示本发明的第二实施方式中的光连接器530的结构的示意剖视图。在本实施方式中，在输出光纤15与玻璃块32之间连接有桥接光纤540，输出光纤15经由桥接光纤540与玻璃块32连接。桥接光纤540包括与输出光纤15的纤芯51光学耦合的纤芯(未图示)、和位于该纤芯的周围且折射率比纤芯低的包层。优选该桥接光纤540的纤芯的直径与输出光纤15的纤芯51相同，该桥接光纤540的纤芯与玻璃块32光学耦合。另外，该桥接光纤540的外径(包层的外径)比输出光纤15的包层52的外径大。桥接光纤540的外径可以比玻璃块32的外径小，或者也可以与玻璃块32的外径相同。
在这样的结构中，若返回光M入射到玻璃块32，则其一部分从玻璃块32的端面32A入射到光传播空间S，但其大部分入射到桥接光纤540。光传播空间S中的空气的折射率比桥接光纤540的折射率低，因此在桥接光纤540的外侧形成空气包层。因此，入射到桥接光纤540的返回光M在桥接光纤540的内部传播并从桥接光纤540的端面540A射出到光传播空间S。这样，在本实施方式中，与第一实施方式相比，能够在离返回光纤17的端部17A更近的位置将返回光M向光传播空间S射出，因此能够使与返回光纤17的纤芯61耦合的返回光M的光量增多，能够提高光检测部16中的返回光M的检测灵敏度。
另外，如果使桥接光纤540的外径比玻璃块32的外径小，则容易使从桥接光纤540的端面540A射出的光的每单位面积的光强度比从第一实施方式中的玻璃块32的端面射出的光的每单位面积的光强度高，因此容易使与返回光纤17的纤芯61耦合的返回光M的光量增加。
在这种情况下，也可以将桥接光纤540的端面540A设为粗糙面。这样的粗糙面例如能够通过在桥接光纤540的端面540A实施蚀刻而形成。这样，将桥接光纤540的端面540A设为粗糙面，从而返回光M在桥接光纤540的端面540A处散射，因此返回光M的功率密度不易取决于位置。因此，能够抑制返回光M的检测灵敏度因返回光纤17的端部17A的位置而变化的情况，能够更稳定地检测返回光M。
图6是表示本发明的第三实施方式中的光连接器630的结构的示意剖视图。在本实施方式中，与第二实施方式同样，在输出光纤15与玻璃块32之间连接有桥接光纤640，输出光纤15经由桥接光纤640与玻璃块32连接。桥接光纤640包括与输出光纤15的纤芯51光学耦合的纤芯(未图示)、和位于该纤芯的周围且折射率比纤芯低的包层。优选该桥接光纤640的纤芯的直径与输出光纤15的纤芯51相同，该桥接光纤640的纤芯与玻璃块32光学耦合。
该桥接光纤640具有从与输出光纤15的包层52连接的部分朝向玻璃块32外径逐渐变大的锥形部641。桥接光纤640的最大外径(桥接光纤640与玻璃块32连接的部分的包层的外径)比输出光纤15的包层52的外径大。另外，桥接光纤640的最大外径可以比玻璃块32的外径小，或者也可以与玻璃块32的外径相同。
根据这样的结构，也与第二实施方式同样，入射到玻璃块32的返回光M的大部分在桥接光纤640的内部传播，从桥接光纤640的锥形部641的锥形面641A射出到光传播空间S。这样，在本实施方式中，与第一实施方式相比，能够在离返回光纤17的端部17A更近的位置将返回光M射出到光传播空间S，因此能够使与返回光纤17的纤芯61耦合的返回光M的光量增多，能够提高光检测部16中的返回光M的检测灵敏度。
另外，如果桥接光纤640的最大外径比玻璃块32的外径小，则容易使从桥接光纤640的锥形部641的锥形面641A射出的光的每单位面积的光强度比从第一实施方式中的玻璃块32的端面射出的光的每单位面积的光强度高，因此容易使与返回光纤17的纤芯61耦合的返回光M的光量增加。
在这种情况下，也可以将桥接光纤640的锥形面641A设为粗糙面。这样的粗糙面例如能够通过在桥接光纤640的锥形面641A实施蚀刻而形成。这样，将桥接光纤640的作为端面的锥形面641A设为粗糙面，从而返回光M在桥接光纤640的锥形面641A散射，因此返回光M的功率密度不易取决于位置。因此，能够抑制返回光M的检测灵敏度因返回光纤17的端部17A的位置而变化的情况，能够更稳定地检测返回光M。
图7是表示本发明的第四实施方式中的激光装置101的整体结构的示意图。本实施方式中的激光装置101在光连接器30与光检测部16之间的装置主体10内的返回光纤17上具备滤光部170。该滤光部170从在返回光纤17的纤芯61中传播的返回光M分离出规定波长的光。例如，使用这样的滤光部170从返回光M分离并检测想要检测的波长的光，从而能够仅提取并检测容易反映所希望的工艺条件或者工艺状态的特定波长的光。因此，能够更确切地掌握工艺条件或者工艺状况，进行极细致的工艺控制。作为由滤光部170提取的光的例子，列举出可见光(波长380nm～750nm)、紫外光(波长小于380nm)、红外光(波长超过750nm)、受激拉曼光等。特别是，在通过滤光部170提取紫外光的情况下，作为返回光纤17，优选使用上述的纯二氧化硅纤芯光纤(例如纤芯直径为100μm以上)。
另外，也可以在滤光部170从返回光M分离多个波长的光(例如，紫外光、红外光、反射光)。在这种情况下，也可以在光检测部16设置多个受光元件(传感器)，利用这些受光元件同时检测被分离的多个波长的光。
另外，滤光部170也可以构成为从返回光M分离出输出激光L的波长的光。这样，使用滤光部170从返回光M除去输出激光L的波长成分，从而能够使输出激光L的参数(功率密度等)对返回光M的影响变小，能够更高精度地进行检测。
在图7所示的例子中，将滤光部170设置于装置主体10内，但也能够代替这样的滤光部170，在返回光纤17的端部17A安装由电介质多层膜构成的滤光器。
图8是表示本发明的第五实施方式中的光连接器230的结构的示意剖视图。在本实施方式中，在光传播空间S内露出的输出光纤15的包层52的表面252被设为粗糙面。这样的粗糙面例如能够通过在包层52的表面252实施蚀刻而形成。
通过这样的结构，与第一实施方式同样，返回光M的一部分透过玻璃块32直接入射到光传播空间S，并且，返回光M的另一部分从玻璃块32入射到输出光纤15的包层52，如图8的箭头所示那样，在包层52的表面252散射而入射到光传播空间S。因此，与第一实施方式的光连接器30相比，更多的返回光M在光传播空间S内传播，能够使该返回光M与返回光纤17的纤芯61耦合。因此，能够更高精度地检测返回光M。
另外，在本实施方式中，将包层52的表面252设为粗糙面，因此返回光M由于包层52的表面252而散射，其结果，返回光M的功率密度不易取决于位置。因此，能够抑制返回光M的检测灵敏度由于返回光纤17的端部17A的位置而变化的情况，能够更稳定地检测返回光M。
此外，代替将包层52的表面252设为粗糙面，例如也可以在光传播空间S填充折射率比包层52高的树脂。优选这样的树脂的耐热性优异。将这样的树脂填充到光传播空间S，从而能够使在输出光纤15的包层52传播的返回光M的一部分入射到树脂，并使其入射到返回光纤17的纤芯61。
另外，如本实施方式那样，也可以使返回光纤17的纤芯61的端面在光传播空间S露出，从而使在光传播空间S传播的返回光M与纤芯61耦合，例如，如图9所示，也可以在返回光纤17的端部17A安装将在光传播空间S传播的返回光M引导至返回光纤17的纤芯61的帽部件220。在图9所示的例子中，为了使在输出光纤15的包层52散射的返回光M与返回光纤17的纤芯61耦合，帽部件220具有倾斜面。
图10是表示本发明的第六实施方式中的光连接器330的结构的示意剖视图。在上述的第一～第五实施方式中，对在光连接器设置有一个返回光纤17的例子进行了说明，但返回光纤17的数量不限于此，如本实施方式那样，也可以在光连接器330内设置两个以上的返回光纤17(317A、317B)。这样，在光检测部16检测来自多个返回光纤317A、317B的返回光M，从而能够提高返回光M的检测灵敏度，能够更高精度地掌握工艺条件以及工艺状态。
另外，例如，若被照射输出激光L的加工对象物W的表面、光连接器330倾斜，则产生返回光M的位置也发生变化。在这种情况下，认为返回光M的光强度也根据光传播空间S内的位置而变化，因此如本实施方式那样，将多个返回光纤317A、317B的端部17A配置于光传播空间S内，从而能够根据光传播空间S内的位置检测返回光M的光强度，能够更高精度地掌握工艺条件以及工艺状态。
在本实施方式中，两个返回光纤317A、317B的端部17A的轴向的位置、即在光传播空间S露出的返回光纤317A、317B的纤芯的轴向的位置相同。根据这样的结构，能够通过两个返回光纤17掌握光传播空间S内的返回光M的与轴向垂直的平面内的光强度分布。因此，例如，通过在光检测部16检测来自这些返回光纤317A、317B的返回光M，能够检测返回光M的角度成分等。在这种情况下，也可以将返回光纤317A、317B的端部17A配置在同心圆上。
在这种情况下，如图11所示，也可以与各个返回光纤317A、317B对应地设置光检测部16A、16B以及滤光部170A、170B。另外，这些滤光部170A、170B也可以构成为分离不同的波长的光。在这种情况下，能够在多个滤光部170A、170B分离不同的波长的光，分别在光检测部16A、16B检测返回光的不同的波长成分。因此，例如，通过在未图示的运算部计算各个光检测部16A、16B中的输出的比，从而能够获得返回光的波长光谱。
图12是表示本发明的第七实施方式中的光连接器430的结构的示意剖视图。在本实施方式中，与上述的第六实施方式不同，在光传播空间S露出的返回光纤417A、417B的纤芯的轴向的位置不同。根据这样的结构，能够掌握光传播空间S内的返回光M的轴向上的光强度分布。因此，例如，通过在光检测部16检测来自这些返回光纤417A、147B的返回光M，能够检测返回光M的聚光状态等。
在上述的实施方式中的返回光纤中，供返回光传播的纤芯被包层被覆，但供返回光传播的纤芯未必需要被包层被覆。
此外，在本说明书中使用的用语“上”及“下”、表示其它位置关系的用语在与图示的实施方式的关联中被使用，根据装置的相对位置关系而变化。
至此，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，当然可以在其技术思想的范围内以各种不同的方式来实施。
如上所述，根据本发明的第一方式，提供一种能够以简单的构造检测返回光的光连接器。该光连接器具备：框体，在内部形成有光传播空间；玻璃块，配置于上述框体的端部；输出光纤，从上述框体的外部经过上述光传播空间而与上述玻璃块直接或者间接地连接；以及至少一个返回光纤，从上述光传播空间的内部延伸至上述框体的外部。上述输出光纤包括传播输出激光的纤芯、和位于上述纤芯的周围的包层。上述至少一个返回光纤包括能够使在上述光传播空间传播的光耦合的纤芯。
根据这样的结构，包含照射到加工对象物的输出激光的反射光、在加工点产生的等离子光、红外光等的返回光通过玻璃块入射到光传播空间，该返回光从位于光传播空间的内部的返回光纤的端部入射到返回光纤的纤芯。因此，仅在该光连接器的返回光纤连接光检测器，就能够检测在返回光纤的纤芯中传播的返回光，能够通过简单的构造检测返回光。
上述输出光纤还可以包括覆盖上述包层的周围的被覆。在这种情况下，上述输出光纤的上述被覆的一部分也可以在上述光传播空间内被除去而使上述包层在上述光传播空间露出。通过这样的结构，返回光的一部分透过玻璃块直接入射到光传播空间，并且，返回光的另一部分从玻璃块入射到输出光纤的包层，从包层的表面入射到光传播空间。由此，能够使更多的返回光入射到返回光纤的纤芯中，能够更高精度地检测返回光。
在这种情况下，也可以将在上述光传播空间露出的上述包层的表面设为粗糙面。通过将包层的表面设为粗糙面，能够使返回光在包层的表面散射，返回光的功率密度不易取决于位置。因此，能够抑制返回光的检测灵敏度由于返回光纤的端部的位置而变化的情况，能够更稳定地检测返回光。
上述光连接器还可以具备连接于上述输出光纤与上述玻璃块之间的桥接光纤。该桥接光纤具有比上述输出光纤的上述包层的外径大的最大外径。该桥接光纤也可以包括从与上述输出光纤连接的部分朝向上述玻璃块外径逐渐变大的锥形部。通过设置这样的桥接光纤，入射到玻璃块的返回光的大部分在桥接光纤的内部传播，能够从离返回光纤的端部更近的位置向光传播空间射出返回光。因此，能够使与返回光纤的纤芯耦合的返回光的光量增多，能够提高返回光的检测灵敏度。
另外，如果使桥接光纤的最大外径比玻璃块的外径小，则容易提高从桥接光纤射出的光的每单位面积的光强度，因此容易使与返回光纤的纤芯耦合的返回光的光量增加。
为了提高返回光的检测灵敏度，优选上述至少一个返回光纤的上述纤芯的直径比上述输出光纤的上述纤芯的直径大。
上述至少一个返回光纤也可以包括多个返回光纤。这样，通过检测来自多个返回光纤的返回光，能够提高返回光的检测灵敏度，并且，能够根据光传播空间内的位置检测返回光的光强度。
在这种情况下，上述光传播空间内的上述多个返回光纤的上述纤芯的端部的轴向的位置也可以相同。根据这样的结构，能够通过多个返回光纤掌握光传播空间内的返回光的与轴向垂直的平面内的光强度分布。或者，上述光传播空间内的上述多个返回光纤的上述纤芯的端部的轴向的位置也可以不同。在这种情况下，能够通过多个返回光纤掌握光传播空间内的返回光的轴向上的光强度分布。
上述光连接器还可以具备与上述多个返回光纤对应而设置的多个滤光部，该多个滤光部也可以构成为从在上述多个返回光纤的上述纤芯中传播的返回光分离不同的波长的光。通过这样的结构，能够检测返回光的不同的波长成分。因此，通过计算在各个波长中所检测出的输出的比从而能够获得返回光的波长光谱。
上述光连接器还可以具备从在上述至少一个返回光纤的上述纤芯中传播的返回光分离规定的波长的光的至少一个滤光部。使用这样的滤光部从返回光分离并检测想要检测的波长的光，从而能够仅提取并检测容易反映所希望的工艺条件或者工艺状态的特定的波长的光，因此能够进一步进行极细致的工艺控制。
另外，上述至少一个滤光部也可以构成为从上述返回光分离上述输出激光的波长的光。这样，使用滤光部从返回光除去输出激光的波长成分，从而能够使输出激光的参数(功率密度等)对返回光的影响变小，能够更高精度地进行检测。此外，也可以将上述至少一个滤光部安装于上述至少一个返回光纤的端部。
优选上述框体具有使冷却介质在上述光传播空间的周围循环的冷却流路。使冷却介质在这样的冷却流路中循环，从而能够冷却框体，因此能够抑制由于输出激光导致的框体的温度上升。因此，能够提高从光连接器射出的输出激光的输出。
也可以由紫外区域的波长的光的透射率高的光纤构成上述至少一个返回光纤。在希望特别检测返回光中的紫外区域的波长的光的情况下，优选使用这样的光纤。
根据本发明的第二方式，提供一种能够以简单的构造检测返回光的激光装置。该激光装置具备：上述的光连接器；至少一个激光光源，生成上述输出激光；以及至少一个光检测部，对在上述光连接器的上述光传播空间中入射到上述至少一个返回光纤的上述纤芯的返回光进行检测。上述至少一个激光光源与上述光连接器的上述输出光纤连接。
根据这样的结构，仅在上述的光连接器的返回光纤连接光检测器，就能够检测在返回光纤的纤芯中传播的返回光，能够通过简单的构造检测返回光。
另外，上述光连接器的上述至少一个返回光纤也可以包括多个返回光纤，上述至少一个光检测部也可以包括对入射到上述光连接器的上述返回光纤的各个上述纤芯的返回光进行检测的多个光检测部。
根据本发明，包含照射到加工对象物的输出激光的反射光、在加工点产生的等离子光、红外光等的返回光经过玻璃块而入射到光传播空间，该返回光从位于光传播空间的内部的返回光纤的端部入射到返回光纤的纤芯。因此，仅在该光连接器的返回光纤连接光检测器，就能够检测在返回光纤的纤芯中传播的返回光，能够通过简单的构造检测返回光。
本申请基于在2019年3月11日提交的日本专利申请日本特愿2019-043356号，主张该申请的优先权。通过参照将该申请的公开的整体纳入本说明书中。
工业上的利用可能性
本发明适用于具备光连接器的激光装置。
附图标记说明
1、101、301…激光装置；10…装置主体；12…激光光源；14…光合束器；15…输出光纤；16…光检测部；17、317A、317B、417A、417B…返回光纤；20…载置台；30、230、330、430、530、630…光连接器；31…框体；32…玻璃块；33…隔离物；34…外壁；35…内壁；36…冷却流路；37…入口端；38…出口端；40…光缆；51…纤芯；52…包层；53…被覆；61…纤芯；62…包层；63…被覆；170…滤光部；220…帽部件；C…冷却介质；L…输出激光；M…返回光；S…光传播空间；W…加工对象物。

Claims (17)

1.一种光连接器，其中，具备：
框体，在内部形成有光传播空间；
玻璃块，配置于所述框体的端部；
输出光纤，该输出光纤从所述框体的外部经过所述光传播空间而与所述玻璃块直接或者间接地连接，并包括供输出激光传播的纤芯、和位于所述纤芯的周围的包层；以及
至少一个返回光纤，该至少一个返回光纤从所述光传播空间的内部延伸至所述框体的外部，并包括能够供在所述光传播空间传播的光耦合的纤芯。
2.根据权利要求1所述的光连接器，其中，
所述输出光纤还包括对所述包层的周围进行覆盖的被覆，
所述输出光纤的所述被覆的一部分在所述光传播空间内被除去而使所述包层在所述光传播空间露出。
3.根据权利要求2所述的光连接器，其中，
在所述光传播空间露出的所述包层的表面是粗糙面。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的光连接器，其中，
所述光连接器还具备桥接光纤，该桥接光纤被连接在所述输出光纤与所述玻璃块之间，并具有比所述输出光纤的所述包层的外径大的最大外径。
5.根据权利要求4所述的光连接器，其中，
所述桥接光纤包括随着从与所述输出光纤连接的部分朝向所述玻璃块而外径逐渐变大的锥形部。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的光连接器，其中，
所述至少一个返回光纤的所述纤芯的直径比所述输出光纤的所述纤芯的直径大。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的光连接器，其中，
所述至少一个返回光纤包括多个返回光纤。
8.根据权利要求7所述的光连接器，其中，
所述光传播空间内的所述多个返回光纤的所述纤芯的端部的轴向的位置相同。
9.根据权利要求7所述的光连接器，其中，
所述光传播空间内的所述多个返回光纤的所述纤芯的端部的轴向的位置不同。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的光连接器，其中，
所述光连接器还具备多个滤光部，该多个滤光部与所述多个返回光纤对应地设置，并从在所述多个返回光纤的所述纤芯中传播的返回光分离出不同的波长的光。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的光连接器，其中，
所述光连接器还具备至少一个滤光部，该至少一个滤光部从在所述至少一个返回光纤的所述纤芯中传播的返回光分离出规定的波长的光。
12.根据权利要求11所述的光连接器，其中，
所述至少一个滤光部构成为从所述返回光分离出所述输出激光的波长的光。
13.根据权利要求11或12所述的光连接器，其中，
所述至少一个滤光部安装于所述至少一个返回光纤的端部。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的光连接器，其中，
所述框体具有使冷却介质在所述光传播空间的周围循环的冷却流路。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的光连接器，其中，
所述至少一个返回光纤由紫外区域的波长的光的透射率高的光纤构成。
16.一种激光装置，其中，具备：
权利要求1～15中任一项所述的光连接器；
至少一个激光光源，该至少一个激光光源生成所述输出激光，并与所述光连接器的所述输出光纤连接；以及
至少一个光检测部，对在所述光连接器的所述光传播空间中入射至所述至少一个返回光纤的所述纤芯的返回光进行检测。
17.根据权利要求16所述的激光装置，其中，
所述光连接器的所述至少一个返回光纤包括多个返回光纤，
所述至少一个光检测部包括对入射到所述光连接器的所述多个返回光纤的各自的所述纤芯的返回光进行检测的多个光检测部。
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