JP2023058760A - 光学装置、レーザ光出力システム、及びレーザ加工機 - Google Patents

光学装置、レーザ光出力システム、及びレーザ加工機 Download PDF

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Abstract

【課題】光ファイバに入射され光ファイバから出射される波長の異なる複数のレーザ光それぞれの集光位置の位置関係を調整しやすくする。【解決手段】光学装置１００は、第１波長を有する第１レーザ光ＬＢ１及び第１波長とは異なる第２波長を有する第２レーザ光ＬＢ２を、光ファイバ５０の入射端面５０１へ入射する光学装置である。光ファイバ５０は、それぞれが入射端面５０１を含む第１コア５１及び第２コア５２を備える。光学装置１００は、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の両方が入射される光学素子１０を備える。光学装置１００は、光学素子１０を通った第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２を、第１コア５１及び第２コア５２に向けてそれぞれ出射する。【選択図】図１

Description

本開示は一般に光学装置、レーザ光出力システム、及びレーザ加工機に関し、より詳細には、レーザ光を光ファイバへ入射するための光学装置、光学装置を備えるレーザ光出力システム、及びレーザ光出力システムを備えるレーザ加工機に関する。
特許文献１は、レーザ加工装置を開示する。このレーザ加工装置は、第１のレーザビームを発生する第１のレーザ光生成手段と、第１のレーザビームとは異なる第２のレーザビームを発生する第２のレーザ光生成手段と、第１のレーザビームと第２のレーザビームの双方を伝送する光伝送手段と、を備える。第１のレーザビームと第２のレーザビームとは、波長が異なる。光伝送手段は、光ファイバである。
第１のレーザビームは、ダイクロイックミラーを通って光ファイバ入射端面に入射される。第２のレーザビームは、ダイクロイックミラーで反射されて光ファイバ入射端面に入射される。第１のレーザビーム及び第２のレーザビームは、光ファイバ内を伝搬し、ファイバ出射端面から出射される。ファイバ出射端面から出射される出射レーザ光は、第１のレーザビームと第２のレーザビームとが混合されたレーザ光となっている。出射レーザ光は、集光光学系により集光され、移動ステージ上に保持された部品上に照射される。
特開平１１－３０９５９４
波長の異なる第１のレーザビームと第２のレーザビームとが混合された出射レーザ光を、集光光学系によって集光する場合、集光光学系により色収差が発生するため、第１のレーザビームの集光位置と第２のレーザビームの集光位置との間にずれが生じ得る。
本開示は、上記事由に鑑みてなされており、光ファイバに入射され光ファイバから出射される波長の異なる複数のレーザ光それぞれの集光位置の位置関係を、調整しやすい光学装置、及びそれを備えたレーザ光出力システム及びレーザ加工機を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る光学装置は、第１波長を有する第１レーザ光及び前記第１波長とは異なる第２波長を有する第２レーザ光を、光ファイバの入射端面へ入射する光学装置である。前記光ファイバは、第１コア及び第２コアを備える。前記第１コア及び前記第２コアそれぞれは、前記入射端面を含む。前記光学装置は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の両方が入射される光学素子を備える。前記光学装置は、前記光学素子を通った前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を、前記第１コア及び前記第２コアに向けてそれぞれ出射する。
本開示の一態様に係るレーザ光出力システムは、前記光学装置と、前記第１レーザ光を出力する第１レーザ発振器と、前記第２レーザ光を出力する第２レーザ発振器と、を備える。
本開示の一態様に係るレーザ加工機は、前記レーザ光出力システムと、前記光ファイバと、前記光ファイバを伝搬した前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を加工対象物へ照射するためのヘッドと、を備える。
本開示によれば、光ファイバに入射され光ファイバから出射される波長の異なる複数のレーザ光それぞれの集光位置の位置関係を調整しやすい光学装置、及びそれを備えたレーザ光出力システム及びレーザ加工機を提供することが可能となる、という利点がある。
図１は、一実施形態に係る光学装置及び光ファイバの、光ファイバへの入射側の概略を示す側面図である。 図２は、同上の光学装置とともに用いられる光ファイバの、光ファイバからの出射側の概略を示す側面図である。 図３は、同上の光学装置とともに用いられる光ファイバの断面図である。 図４は、同上の光学装置を備えるレーザ加工機の概略図である。 図５は、比較例１の光学装置とともに用いられる光ファイバの断面図である。 図６は、比較例１の光学装置及び光ファイバの、光ファイバへの入射側の概略を示す側面図である。 図７は、比較例２の光学装置とともに用いられる光ファイバの、光ファイバからの出射側の概略を示す側面図である。
以下、実施形態に係る光学装置１００、レーザ光出力システム２００、及びレーザ加工機３００について、添付の図面を参照して説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
（１）概要
図１に示すように、本実施形態に係る光学装置１００は、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２を光ファイバ５０の入射端面５０１（入射側の端面）へ入射するための光学装置である。第１レーザ光ＬＢ１は、第１波長を有する。第２レーザ光ＬＢ２は、第１波長とは異なる第２波長を有する。光ファイバ５０は、複数のコアを備える。複数のコアは、第１コア５１及び第２コア５２を含む。複数のコア（第１コア５１及び第２コア５２）は、それぞれ入射端面５０１、より詳細には入射端面５０１の一部を含む。
光学装置１００は、光学素子１０を備えている。光学素子１０には、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の両方が入射される。光学素子１０は、ここでは凸レンズ１１である。
光学装置１００では、光学素子１０を通った第１レーザ光ＬＢ１が光ファイバ５０の第１コア５１に向けて出射され、同じく光学素子１０を通った第２レーザ光ＬＢ２が光ファイバ５０の第２コア５２に向けて出射される。
本実施形態の光学装置１００によれば、光ファイバ５０の入射端面５０１において、第１レーザ光ＬＢ１は第１コア５１に入射され、第２レーザ光ＬＢ２は第２コア５２に入射される。そして、光ファイバ５０の出射端面５０２（出射側の端面：図２参照）において、第１レーザ光ＬＢ１は第１コア５１から出射され、第２レーザ光ＬＢ２は第２コア５２から出射される。第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、光ファイバ５０の出射端面５０２において、異なる角度で異なる位置から出射される。そのため、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが同一のコアに入射される場合と比較して、光ファイバ５０から出射された後での第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との色収差の補正が容易になる。そのため、本実施形態の光学装置１００には、光ファイバ５０に入射され光ファイバ５０から出射される第１レーザ光ＬＢ１の集光位置と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置との位置関係を調整しやすい（例えば、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の両方を図２に示す点Ｐ１０に集光させやすい）、という利点がある。
本実施形態に係るレーザ光出力システム２００は、図４に示すように、光学装置１００と、第１レーザ発振器２１１と、第２レーザ発振器２１２と、を備えている。第１レーザ発振器２１１は、第１レーザ光ＬＢ１を出力する。第２レーザ発振器２１２は、第２レーザ光ＬＢ２を出力する。本実施形態のレーザ光出力システム２００は、光学装置１００を備えているため、光ファイバ５０に入射され光ファイバ５０から出射される第１レーザ光ＬＢ１の集光位置と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置との位置関係を調整しやすい、という利点がある。
本実施形態に係るレーザ加工機３００は、図４に示すように、レーザ光出力システム２００と、光ファイバ５０と、ヘッド４０と、を備えている。ヘッド４０は、光ファイバ５０を伝搬した第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２を、ワーク４００へ照射する。本実施形態のレーザ加工機３００によれば、光ファイバ５０から出射される第１レーザ光ＬＢ１の集光位置と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置との位置関係を、ヘッド４０に含まれる光学系にて調整しやすい。
特に、レーザ加工機３００のように高出力のレーザ光を用いる装置では、光学系の光学素子の材料として使用可能な硝材の種類が限られる。そのため、レーザ加工機３００では、同じ経路（光路）を通る波長の異なるレーザ光を、アッベ数の異なる硝材からなる複数の光学素子を光学系に用いて色収差を補正する、という方法を採用することは、難しい。本実施形態に係るレーザ加工機３００では、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、光ファイバ５０の出射端面５０２から異なる角度で異なる位置から出射される。そのため、例えば、光学素子において第１レーザ光ＬＢ１が通る位置と第２レーザ光ＬＢ２が通る位置とをそれぞれ調整する等のように、光ファイバ５０から出射された後にヘッド４０の光学系にて第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との色収差の補正を個別に行うこともできる。要するに、本実施形態に係るレーザ加工機３００では、光ファイバ５０に入射され光ファイバ５０から出射される第１レーザ光ＬＢ１の集光位置と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置との位置関係を調整しやすい、という利点がある。
（２）詳細
以下、本実施形態の光学装置１００、レーザ光出力システム２００及びレーザ加工機３００について、図面を参照してより詳細に説明する。
（２．１）レーザ加工機
まず、本実施形態の光学装置１００を備えたレーザ光出力システム２００及びレーザ加工機３００について、図４を参照して説明する。
レーザ加工機３００は、図４に示すように、レーザ光出力システム２００と、ヘッド４０（レーザ光出射ヘッド）と、光ファイバ５０（伝送ファイバ）と、制御部６０と、電源７０と、を備えている。
レーザ光出力システム２００は、複数（ここでは４つ）のレーザ発振器２１０と、光結合器２２０と、集光ユニット２３０と、筐体２４０と、を備えている。
レーザ光出力システム２００と光ファイバ５０でのレーザ光の光路において、レーザ光出力システム２００よりレーザ光が出射される端部とレーザ光出力システム２００より光ファイバ５０にレーザ光が入射される端部とは、筐体２４０に収容されている。
複数のレーザ発振器２１０のうちの少なくとも一つは、第１レーザ光ＬＢ１を出力する第１レーザ発振器２１１である。複数のレーザ発振器２１０のうちの少なくとも一つは、第２レーザ光ＬＢ２を出力する第２レーザ発振器２１２である。すなわち、レーザ光出力システム２００は、第１レーザ発振器２１１と第２レーザ発振器２１２とを備える。ここでは、４つのレーザ発振器２１０のうちの２つが第１レーザ発振器２１１であり、４つのレーザ発振器２１０のうちの残りの２つが第２レーザ発振器２１２である。
第１レーザ光ＬＢ１は、ここでは紫外～青色のレーザ光である。第１波長は、例えば３５０～４５０ｎｍの第１波長帯に含まれる波長である。第１波長帯の下限は、３５０ｎｍに限られず、例えば、３６０ｎｍ、３７０ｎｍ、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍのいずれかであってもよい。
第２レーザ光ＬＢ２は、ここでは赤色～赤外のレーザ光である。第２波長は、例えば８００～１０００ｎｍの第２波長帯に含まれる波長である。第２波長帯の下限は、８００ｎｍに限られず、例えば、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍのいずれかであってもよい。第２波長帯の上限は、１０００ｎｍに限られず、例えば、９９０ｎｍであってもよい。すなわち、第１波長（第１レーザ光ＬＢ１の波長）は、第２波長（第２レーザ光ＬＢ２の波長）よりも短波長である。
各レーザ発振器２１０からは、単一の波長のレーザ光（第１レーザ光ＬＢ１又は第２レーザ光ＬＢ２のいずれか）が出力される。各レーザ発振器２１０は、例えば、同一の波長のレーザ光を出力する一又は複数のレーザモジュールを備えている。
各レーザモジュールとしては、レーザ光を出力可能な任意の構成が用いられ得る。レーザモジュールは、例えば半導体レーザであってもよいし、ファイバレーザであってもよいし、他のレーザモジュールであってもよい。なお、本開示での「レーザ光」とは、誘導放射に起因した電磁波であって、可干渉性（コヒーレンス）を有するものを意味する。
光結合器２２０は、複数のレーザ発振器２１０からそれぞれ出射されたレーザ光を結合して、集光ユニット２３０（光学装置１００）にレーザ光ＬＢ４０（図１参照）として出射する。上記のように、複数のレーザ発振器２１０から出射されるレーザ光は、波長の異なる複数のレーザ光（ここでは、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２）を含んでいる。そのため、光結合器２２０から出射されるレーザ光ＬＢ４０も、波長の異なる複数のレーザ光（第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２）を含んでいる。光結合器２２０からは、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが互いに平行かつ互いに異なる空間領域を通るように（すなわち交差しないように）、レーザ光ＬＢ４０が出射される。
集光ユニット２３０は、光学装置１００と、筐体２３１（図４参照）と、を備えている。光学装置１００は、光結合器２２０から入射されたレーザ光ＬＢ４０を集光する集光レンズ（凸レンズ１１）を備えている。集光レンズにより集光されたレーザ光ＬＢ４０（第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２）は、光ファイバ５０に入射される。光学装置１００の詳細については、後述する。
また、集光ユニット２３０の筐体２３１はコネクタを有しており、コネクタには光ファイバ５０の入射側の端部が接続されている。
レーザ光出力システム２００をこのような構成とすることで、レーザ光出力が数ｋＷを超える高出力のレーザ加工機３００を得ることができる。
なお、本実施形態では、レーザ光出力システム２００は、複数のレーザ発振器２１０として４つのレーザ発振器２１０を備えているが、特にこれに限定されない。例えば、レーザ光出力システム２００は、レーザ発振器２１０を２つ（１つの第１レーザ発振器２１１及び１つの第２レーザ発振器２１２）のみ備えてもよい。或いは、レーザ出力システム２００は、第１レーザ光ＬＢ１を出力するレーザモジュール及び第２レーザ光ＬＢ２を出力するレーザモジュールを含む一つのレーザ発振器２１０を備えていてもよい。レーザ発振器２１０の個数は、レーザ加工機３００に要求される出力仕様や、個々のレーザ発振器２１０の出力仕様によって適宜変更され得る。
光ファイバ５０は、集光ユニット２３０（光学装置１００）の集光レンズに光学的に結合される。光ファイバ５０は、集光レンズを介してレーザ光出力システム２００から受け取ったレーザ光ＬＢ４０を、ヘッド４０に導光する。
図３に示すように、光ファイバ５０は、複数のコアを備える。複数のコアそれぞれは、光ファイバ５０の入射端面５０１を含む。複数のコアは、ここでは第１コア５１と第２コア５２とを含む。第１コア５１と第２コア５２とは、異なる領域に形成されている。光ファイバ５０では、第１コア５１の方が、第２コア５２よりも中心側にある。
第１コア５１は、光ファイバ５０の径方向の中心に位置する断面円形状のセンターコアである。第１コア５１は、光ファイバ５０の長さ方向に延在する。第１コア５１の材料は、例えば石英である。第１コア５１では、ゲルマニウム、リン等の屈折率を高めるためのドーパントが、石英に添加されていてもよい。第２コア５２は、第１コア５１と同心の断面リング状のリングコアである。第２コア５２は、光ファイバ５０の長さ方向に延在する。第２コア５２の材料は、例えば石英である。第２コア５２では、ゲルマニウム、リン等の屈折率を高めるためのドーパントが、石英に添加されていてもよい。
また、光ファイバ５０は、第１フッ素ドープ層５３と、第２フッ素ドープ層５４と、クラッド５５と、を更に備えている。
第１フッ素ドープ層５３は、第１コア５１と第２コア５２との間に位置する断面リング状である。第１フッ素ドープ層５３は、光ファイバ５０の長さ方向に延在する。第１フッ素ドープ層５３の材料は、例えばフッ素が添加された石英である。第１フッ素ドープ層５３の屈折率は、第１コア５１の屈折率よりも小さい。第１フッ素ドープ層５３の屈折率は、第２コア５２の屈折率よりも小さい。
第２フッ素ドープ層５４は、第２コア５２の外側に位置する断面リング状である。第２フッ素ドープ層５４は、光ファイバ５０の長さ方向に延在する。第２フッ素ドープ層５４の材料は、例えばフッ素が添加された石英である。第２フッ素ドープ層５４の屈折率は、第２コア５２の屈折率よりも小さい。
クラッド５５は、第２フッ素ドープ層５４の外側に位置する断面リング状である。クラッド５５は、光ファイバ５０の長さ方向に延在する。クラッド５５の材料は、例えば、フッ素又はホウ素が添加された石英である。クラッド５５の屈折率は、第２コア５２の屈折率よりも小さい。また、クラッド５５の周りは、保護樹脂５６で被覆されている。
光ファイバ５０では、入射端面５０１（図１参照）において第１コア５１に入射された第１レーザ光ＬＢ１は、第１コア５１内に閉じ込められながら第１コア５１内を伝搬し、出射端面５０２（図２参照）から出射される。また、光ファイバ５０では、入射端面５０１において第２コア５２に入射された第２レーザ光ＬＢ２は、第２コア５２内に閉じ込められながら第２コア５２内を伝搬し、出射端面５０２から出射される。
図１に示すように、光ファイバ５０は、入射端面５０１の前方に、入射端面５０１を覆うようにコアレスのエンドキャップ５０３を備えている。エンドキャップ５０３は、例えば、入射端面５０１に入射される第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の反射の低減、及び入射端面５０１の保護等のために設けられている。また、図２に示すように、光ファイバ５０は、出射端面５０２の後方に、出射端面５０２を覆うようにコアレスのエンドキャップ５０４を備えている。エンドキャップ５０４は、例えば、出射端面５０２から出射される第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の反射の低減、及び出射端面５０２の保護等のために設けられている。光ファイバ５０は、エンドキャップ５０３，５０４を備えていなくてもよい。
ヘッド４０は、光ファイバ５０で導光された後のレーザ光ＬＢ５０を外部に向けて照射する。例えば、図４に示すレーザ加工機３００では、所定の位置に配置された加工対象物であるワーク４００に向けて、ヘッド４０によりレーザ光ＬＢ５０を出射する。またレーザ加工機３００は、ヘッド４０及びワーク４００の間の相対位置を変化させるための移動機構を備えている。移動機構によりヘッド４０及び／又はワーク４００を移動させながらレーザ光ＬＢ５０をヘッド４０からワーク４００に照射させることで、ワーク４００がレーザ加工される。
制御部６０は、レーザ光出力システム２００のレーザ発振を制御する。具体的には、制御部６０は、レーザ光出力システム２００に接続された電源７０に対して複数種類の制御信号を供給することにより、各々のレーザ発振器２１０のレーザ発振制御を行う。具体的には、制御信号は指令電圧値を含む。そして制御部６０は、フォトダイオード２５の出力信号に基づいて、制御対象のレーザ発振器２１０により出射されるレーザ光ＬＢ１又はレーザ光ＬＢ２のレーザ出力が所定の目標値となるように、電源７０に出力する指令電圧値を生成するフィードバック制御を行う。電源７０によってレーザ発振器２１０に供給される供給電流の値は、当該指令電圧値に応じた値となる。
（２．２）光学装置
次に、光学装置１００について、図１を参照して説明する。
上記のように、光学装置１００は、集光ユニット２３０に含まれる。集光ユニット２３０には、光結合器２２０から、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２が入射される。光学装置１００を含む集光ユニット２３０は、入射された第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２を、光ファイバ５０へ出射する。
図１に示すように、光学装置１００は、光学素子１０（第１光学素子）としての凸レンズ１１を備えている。また、光学装置１００は、第２光学素子として、凹レンズ１２を更に備えている。
凸レンズ１１（光学素子１０）は、ここでは両凸レンズである。凸レンズ１１は、正のパワーを有する。凸レンズ１１の材料は、例えば石英である。凸レンズ１１の屈折率は１．５よりも小さい。凸レンズ１１は、その屈折率が素子内（凸レンズ１１内）で均一である。凸レンズ１１は、光結合器２２０と光ファイバ５０の入射端面５０１との間に配置される。すなわち凸レンズ１１は、光ファイバ５０の前方に配置される。凸レンズ１１は、光ファイバ５０の入射端面５０１と距離Ｄ１を空けて、入射端面５０１と平行に（凸レンズ１１の後側主平面Ｈ１１が入射端面５０１と平行となるように）配置される。ここでの距離Ｄ１は、凸レンズ１１の後側主平面Ｈ１１と入射端面５０１との間の距離である。
凹レンズ１２（第２光学素子）は、ここでは平凹レンズである。凹レンズ１２は、負のパワーを有する。凹レンズ１２は、光ファイバ５０側の面（凸レンズ１１側の面：後面）が凹面である。また、凹レンズ１２は、光ファイバ５０と反対側の面（前面）が平面状である。凹レンズ１２の材料は、例えば石英である。凹レンズ１２の屈折率は１．５よりも小さい。凹レンズ１２は、その屈折率が素子内（凹レンズ１２内）で均一である。凹レンズ１２は、光結合器２２０と凸レンズ１１との間に配置される。すなわち凹レンズ１２は、凸レンズ１１の前方に配置される。凹レンズ１２は、凸レンズ１１と距離Ｄ２を空けて、凸レンズ１１と平行に（凹レンズ１２の後側主平面Ｈ２１が凸レンズ１１の前側主平面Ｈ１２と平行となるように）配置される。ここでの距離Ｄ２は、凹レンズ１２の後側主平面Ｈ２１と凸レンズ１１の前側主平面Ｈ１２との間の距離である。なお、図１では、凸レンズ１１の前側主平面Ｈ１２と後側主平面Ｈ１１とが一致するように図示してある。光学装置１００では、例えば、凸レンズ１１と凹レンズ１２との合成焦点距離が、５０ｍｍ以下である。
光学装置１００では、光結合器２２０からの第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２が、凹レンズ１２の前面（入射面）に入射される。第１レーザ光ＬＢ１は、凹レンズ１２の中心付近であって中心からずれた位置（中心の周りの位置）において凹レンズ１２に入射される。第２レーザ光ＬＢ２は、凹レンズ１２の中心から離れた位置において凹レンズ１２に入射される。すなわち、凹レンズ１２の入射面において、第１レーザ光ＬＢ１の入射位置と第２レーザ光ＬＢ２の入射位置とは、互いに異なる。また、図１に示すように、凹レンズ１２の入射面において、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、互いに平行である。ここでの「平行」とは、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが完全に平行な場合に限られず、許容範囲内の誤差を含み得る。
凹レンズ１２の前面に入射された第１レーザ光ＬＢ１は、凹レンズ１２内を通って凹レンズ１２の後面（出射面）から出射される。第１レーザ光ＬＢ１は、凹レンズ１２によって、凹レンズ１２の焦点距離（後側焦点距離）と第１レーザ光ＬＢ１のビーム径とに応じた角度で屈折される。ここでは、第１レーザ光ＬＢ１は、凹レンズ１２から出射された後に徐々に径が大きくなるように屈折される。また、第１レーザ光ＬＢ１は、凹レンズ１２によって、凹レンズ１２への入射位置及び入射角度と凹レンズ１２の焦点距離（後側焦点距離）とに応じた角度で、外側に屈折される。すなわち、凹レンズ１２は、第１レーザ光ＬＢ１の角度を変換する（角度変換機能）。凹レンズ１２から出射された第１レーザ光ＬＢ１は、凸レンズ１１の前面において凸レンズ１１の中心付近に入射される。
また、凹レンズ１２の前面において中心から離れた位置に入射された第２レーザ光ＬＢ２は、凹レンズ１２内を通って凹レンズ１２の後面から出射される。第２レーザ光ＬＢ２は、凹レンズ１２によって、凹レンズ１２の焦点距離（後側焦点距離）と第２レーザ光ＬＢ２のビーム径とに応じた角度で屈折される。ここでは、第２レーザ光ＬＢ２は、凹レンズ１２から出射された後に徐々に径が大きくなるように屈折される。また、第２レーザ光ＬＢ２は、凹レンズ１２によって、凹レンズ１２への入射位置及び入射角度と凹レンズ１２の焦点距離（後側焦点距離）とに応じた角度で、外側に屈折される。すなわち、凹レンズ１２は、第２レーザ光ＬＢ２の角度を変換する（角度変換機能）。凹レンズ１２から出射された第２レーザ光ＬＢ２は、凸レンズ１１の前面において中心から離れた位置に入射される。
図１に示すように、凸レンズ１１（光学素子１０）の前面（入射面）において、第１レーザ光ＬＢ１の入射位置と第２レーザ光ＬＢ２の入射位置とは、互いに異なっている。また、凸レンズ１１の前面において、第１レーザ光ＬＢ１の入射角度と第２レーザ光ＬＢ２の入射角度とは、互いに異なっている。
凸レンズ１１の前面に入射された第１レーザ光ＬＢ１は、凸レンズ１１内を通って凸レンズ１１の後面（出射面）から出射される。第１レーザ光ＬＢ１は、凸レンズ１１によって、凸レンズ１１の焦点距離（前側焦点距離、後側焦点距離）と第１レーザ光ＬＢ１のビーム径とに応じた角度で屈折される。ここでは、第１レーザ光ＬＢ１は、凸レンズ１１から出射された後に徐々に径が小さくなるように屈折される。凸レンズ１１から出射された第１レーザ光ＬＢ１は、後方に配置された光ファイバ５０の入射端面５０１の第１コア５１の中心に入射される。第１レーザ光ＬＢ１は、例えば、入射端面５０１において一点（例えば図１に示す点Ｐ１）で収束する（最も径が小さくなる）。
凸レンズ１１の前面に入射された第２レーザ光ＬＢ２は、凸レンズ１１内を通って凸レンズ１１の後面から出射される。第２レーザ光ＬＢ２は、凸レンズ１１によって、凸レンズ１１の焦点距離（前側焦点距離、後側焦点距離）と第２レーザ光ＬＢ２のビーム径とに応じた角度で屈折される。ここでは、第２レーザ光ＬＢ２は、凸レンズ１１から出射された後に徐々に径が小さくなるように屈折される。また、第２レーザ光ＬＢ２は、凸レンズ１１によって、凸レンズ１１への入射位置及び入射角度と凸レンズ１１の焦点距離（前側焦点距離及び後側焦点距離）とに応じた角度で、内側又は外側（ここでは内側）に屈折される。凸レンズ１１から出射された第２レーザ光ＬＢ２は、後方に配置された光ファイバ５０の第２コア５２に、入射端面５０１において一点（例えば図１に示す点Ｐ２）で収束する（最も径が小さくなる）よう入射される。
図１に示すように、光ファイバ５０の入射端面５０１において、第１レーザ光ＬＢ１の入射角度と第２レーザ光ＬＢ２の入射角度とは、互いに異なっている。また、光ファイバ５０の入射端面５０１において、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、互いに異なる位置に（第１コア５１と第２コア５２とそれぞれに）入射される。仮に、凸レンズ１１の入射面において第１レーザ光ＬＢ１の入射角度と第２レーザ光ＬＢ２の入射角度とが同じである場合、凸レンズ１１の入射面での入射位置が異なっていたとしても、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、凸レンズ１１の光軸上で集光される。言い換えれば、この場合、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、図１の上下方向において同じ高さ位置で集光される。そのため、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の集光位置に入射端面５０１が位置するように光ファイバ５０を配置すると、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが同じコア（例えば第１コア５１）に入射することとなる。これに対し、本実施形態の光学装置１００では、凹レンズ１２によって、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との凸レンズ１１への入射角度を変えることで、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とを異なる高さ位置で集光させることができる。これにより、第１レーザ光ＬＢ１を第１コア５１へ、第２レーザ光ＬＢ２を第２コア５２へ、それぞれ集光させることが可能となる。
このように、光学装置１００は、光学素子１０（凸レンズ１１）を通った第１レーザ光ＬＢ１を第１コア５１に向けて出射し、光学素子１０（凸レンズ１１）を通った第２レーザ光ＬＢ２を第２コア５２に向けて出射する。光学素子１０（凸レンズ１１）は、第１レーザ光ＬＢ１を第１コア５１に集光し第２レーザ光ＬＢ２を第２コア５２に集光する集光機能を有している。また、光学装置１００は、集光機能の前に、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２を個別に角度変換する角度変換機能を有する。角度変換機能は、負のパワーを有する凹レンズ１２で実現されている。
さらに、光学装置１００では、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とのうちで波長の短いレーザ光（ここでは第１レーザ光ＬＢ１）の方が、第１コア５１と第２コア５２とのうちで光ファイバ５０の中心に近いコア（ここでは第１コア５１）に入射される。
また、光学装置１００は、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが互いに交差しないように、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とを第１コア５１と第２コア５２とにそれぞれ入射させる。これにより、光ファイバ５０から出射された後の第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との分離が容易となる。
凹レンズ１２の入射面における異なる位置へ入射された平行な第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とを、光ファイバ５０の入射端面５０１において異なる位置で集光させることは、凸レンズ１１及び凹レンズ１２の光学設計により実現可能である。また、本実施形態の光学装置１００では、第１レーザ光ＬＢ１の第１波長と第２レーザ光ＬＢ２の第２波長とのみを考慮して光学設計を行えばよい。
入射端面５０１において光ファイバ５０の第１コア５１及び第２コア５２にそれぞれ入射された第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２は、第１コア５１及び第２コア５２をそれぞれ通り、出射端面５０２から出射される。図２に示すように、光ファイバ５０の出射端面５０２において、第１レーザ光ＬＢ１の出射角度と第２レーザ光ＬＢ２の出射角度とは、互いに異なっている。また、光ファイバ５０の出射端面５０２において、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、互いに異なる位置から（第１コア５１と第２コア５２とそれぞれから）出射される。図２に示すように、第１レーザ光ＬＢ１は、出射端面５０２において第１コア５１に対応する領域から出射され、第２レーザ光ＬＢ２は、出射端面５０２において第２コア５２に対応する領域から出射される。出射端面５０２から出射されるレーザ光ＬＢ５０（第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とを含む）は、ヘッド４０を介してワーク４００に向けて照射される。第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の両方は、ヘッド４０内の光学系（図２に示すレンズ４１等）によって、ワーク４００において略一点（図２に示す点Ｐ１０）に集光される。すなわち、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２は、光ファイバ５０を伝搬して光ファイバ５０から出射された後の集光位置が互いに一致するように、光ファイバ５０から出射される。言い換えれば、光学装置１００は、光ファイバ５０を伝搬して光ファイバ５０から出射された後の第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の集光位置が互いに一致するように、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２を光ファイバ５０へ入射する。なお、ヘッド４０内の光学系は、レンズ４１以外の適宜の光学素子を更に含み得る。
（２．３）利点
以下、本実施形態の光学装置１００及びそれを備えたレーザ光出力システム２００、レーザ加工機３００の利点について、比較例１，２との比較を交えて説明する。
比較例１のレーザ光出力システム及びレーザ加工機では、図５に示すように、光ファイバ５５０が、単一のコア（センターコア）５５１を備えている。なお、光ファイバ５５０は、コア５５１の周りに、第１クラッド層５５２と、第２クラッド層５５３と、保護被覆５５４と、を備えている。また、図６に示すように、比較例１の光学装置６００は、光学素子として凸レンズ６１１のみを備えている。そして、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２は、光結合器によって結合されて（同一の経路に結合されて）光学装置６００（凸レンズ６１１）へ入射され、光学装置６００で集光されて光ファイバ５５０のコア５５１へ入射される。比較例１では、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２は、凸レンズ６１１の中心を通っている。
このように、比較例１の光学装置６００及びそれを備えたレーザ光出力システム、レーザ加工機では、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが、同一の経路を通って、凸レンズ６１１により光ファイバ５５０へ集光される。そのため、図６に示すように、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とで色収差（軸上色収差）が発生し、光ファイバ５５０の入射端面５５０１において、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との両方を集光させることが難しい。そして、光ファイバ５５０の出射端面においてコア５５１から出射される第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、異なる広がり角を持つこととなる。また、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、光ファイバ５５０から出射された後においても同一の経路を通ることとなる。そのため、比較例１の光学装置６００では、光ファイバ５５０の後方の光学系で、光ファイバ５５０から出射された後の第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との色収差を個別に補正することが難しい。そのため、比較例１のレーザ加工機では、第１レーザ光ＬＢ１が集光する点と第２レーザ光ＬＢ２が集光する点とが、光ファイバ５５０の後方の光学系の光軸上において、ずれることとなる。
比較例２のレーザ加工機は、比較例１のレーザ加工機と同様、単一のコア（センターコア）５５１を備えた光ファイバ５５０を備えている。比較例２のレーザ加工機では、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが、光ファイバ５５０のコア５５１から出射される。ただし、比較例２のレーザ加工機では、図７に示すように、光ファイバ５５０の出射端面５５０２において、第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とが同じ広がり角で出射されている。この比較例２のレーザ加工機であっても、光ファイバ５５０から出射された後の第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２とは、同一の経路を通る。そのため、比較例２のレーザ加工機であっても、光ファイバ５５０の後方の光学系で、光ファイバ５５０から出射された後の第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との色収差を個別に補正することが難しい。そのため、比較例２のレーザ加工機でも、図７に示すように、第１レーザ光ＬＢ１の集光位置Ｐ１０１と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置Ｐ１０２とが、光軸上でずれることとなる。
一方、光学装置１００及びそれを備えたレーザ光出力システム２００、レーザ加工機３００では、図１に示すように、第１レーザ光ＬＢ１が第１コア５１に入射され、第２レーザ光ＬＢ２が第２コア５２に入射される。そして、図２に示すように、第１レーザ光ＬＢ１が第１コア５１から出射され、第２レーザ光ＬＢ２が第２コア５２から出射される。そのため、比較例１，２の場合と比較して、光ファイバ５０から出射された後での第１レーザ光ＬＢ１と第２レーザ光ＬＢ２との色収差の補正が容易になる。そのため、本実施形態の光学装置１００及びそれを備えたレーザ光出力システム２００、レーザ加工機３００によれば、光ファイバ５０に入射され光ファイバ５０から出射される第１レーザ光ＬＢ１の集光位置と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置との位置関係を調整しやすい（例えば、第１レーザ光ＬＢ１及び第２レーザ光ＬＢ２の両方を図２に示す点Ｐ１０に集光させやすい）、という利点がある。
さらに、本実施形態の光学装置１００は、第１レーザ光ＬＢ１を光ファイバ５０の入射端面５０１において第１コア５１に集光し、第２レーザ光ＬＢ２を光ファイバ５０の入射端面５０１において第２コア５２に集光している。これにより、光ファイバ５０から出射される第１レーザ光ＬＢ１の集光位置と第２レーザ光ＬＢ２の集光位置との位置関係を更に調整しやすい。
（３）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、上述の実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
一変形例において、光学装置１００は、集光機能及び角度変換機能の両方を有する単体の光学素子１０を備えていてもよい。光学素子１０は、例えば非球面レンズであってもよい。
一変形例において、光学装置１００は、凹レンズ１２に代えて或いは加えて、角度変換機能を有するミラーを備えていてもよい。
一変形例において、光ファイバ５０の外側のコア（第２コア５２）に短波長側の光が入射され、内側のコア（第１コア５１）に長波長側の光が入射されてもよい。
一変形例において、第１コア５１の断面形状は円形状に限られず、多角形状等他の形状であってもよい。また、第２コア５２の断面形状はリング（円環）状に限られず、多角の枠状等の他の形状であってもよい。
一変形例において、第１コア５１及び第２コア５２の材料は、石英に限られず、樹脂等であってもよい。
一変形例において、光ファイバ５０は、第１コア５１の中心が光ファイバ５０の中心からずれた偏心コアを有していてもよい。
一変形例において、光ファイバ５０の第２コア５２は、リングコアに限られず、第１コア５１とは中心の位置が異なる断面円形状であってもよい。
一変形例において、光学装置１００に、異なる光路を通る複数の第２レーザ光ＬＢ２（及び／又は複数の第１レーザ光ＬＢ１）が入射されてもよい。
一変形例において、光ファイバ５０の複数のコアは、入射端面５０１を含む第３コアを更に備え、光学装置１００は、光学素子１０を通った第３レーザ光を第３コアに向けて出射する構成であってもよい。第３レーザ光は、第１波長及び第２波長とは異なる第３波長を有する。この場合、例えば、第２波長が８００ｎｍ、第３波長が９００ｎｍであってもよい。
一変形例において、光学素子１０と光ファイバ５０との間に、第１レーザ光ＬＢ１を第１コア５１へ導光するコアと第２レーザ光ＬＢ２を第２コア５２へ導光するコアとを備える光結合器が、配置されていてもよい。光結合器は、例えば、上記の複数のコアと、コアを包囲するガラス材料（クラッド）と、を備えていてもよい。
（４）態様
以上説明した実施形態及び変形例等から以下の態様が開示されている。
第１の態様の光学装置（１００）は、第１波長を有する第１レーザ光（ＬＢ１）及び第１波長とは異なる第２波長を有する第２レーザ光（ＬＢ２）を、光ファイバ（５０）の入射端面（５０１）へ入射する光学装置である。光ファイバ（５０）は、それぞれが入射端面（５０１）を含む第１コア（５１）及び第２コア（５２）を備える。光学装置（１００）は、第１レーザ光（ＬＢ１）及び第２レーザ光（ＬＢ２）の両方が入射される光学素子（１０）を備える。光学装置（１００）は、光学素子（１０）を通った第１レーザ光（ＬＢ１）及び第２レーザ光（ＬＢ２）を、第１コア（５１）及び第２コア（５２）に向けてそれぞれ出射する。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第２の態様の光学装置（１００）では、第１の態様において、光学素子（１０）は、第１レーザ光（ＬＢ１）を第１コア（５１）に集光し第２レーザ光（ＬＢ２）を第２コア（５２）に集光する集光機能を有する。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第３の態様の光学装置（１００）では、第２の態様において、光学装置は、集光機能の前に、第１レーザ光（ＬＢ１）及び第２レーザ光（ＬＢ２）を個別に角度変換する角度変換機能を有する。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第４の態様の光学装置（１００）では、第３の態様において、角度変換機能は、負のパワーを有する凹レンズ（１２）で実現される。
この態様によれば、集光機能を有する光学素子（１０）とは別の凹レンズ（１２）で角度変換機能を実現することで、光学設計が容易になる。
第５の態様の光学装置（１００）では、第４の態様において、凹レンズ（１２）の入射面において、第１レーザ光（ＬＢ１）の入射位置と第２レーザ光（ＬＢ２）の入射位置とが、互いに異なる。
この態様によれば、凹レンズ（１２）の入射面において第１レーザ光（ＬＢ１）の入射位置と第２レーザ光（ＬＢ２）の入射位置とが同じ場合に比べて、光ファイバ（５０）から出射された後の第１レーザ光（ＬＢ１）と第２レーザ光（ＬＢ２）とを分離させやすくなる。
第６の態様の光学装置（１００）では、第５の態様において、凹レンズ（１２）の入射面において、第１レーザ光（ＬＢ１）と第２レーザ光（ＬＢ２）とは、互いに平行である。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第７の態様の光学装置（１００）では、第４～第６のいずれか１つの態様において、光学素子（１０）の入射面において、第１レーザ光（ＬＢ１）の入射位置と第２レーザ光（ＬＢ２）の入射位置とが互いに異なる。また、光学素子（１０）の入射面において、第１レーザ光（ＬＢ１）の入射角度と第２レーザ光（ＬＢ２）の入射角度とが互いに異なる。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第８の態様の光学装置（１００）では、第３の態様において、光学装置（１００）は、集光機能及び角度変換機能の両方を有する単体の光学素子を備える。
この態様によれば、光学装置（１００）のコンパクト化を図ることが可能となる。
第９の態様の光学装置（１００）では、第１～第８のいずれか１つの態様において、第１波長は、第２波長よりも短波長である。光ファイバ（５０）では、第１コア（５１）の方が第２コア（５２）よりも中心側にある。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第１０の態様の光学装置（１００）では、第１～第９のいずれか１つの態様において、第１コア（５１）は、光ファイバ（５０）の中心に位置する断面円形状である。第２コア（５２）は、第１コア（５１）と同心の断面リング状である。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第１１の態様の光学装置（１００）では、第１～第１０のいずれか１つの態様において、光学装置（１００）は、第１レーザ光（ＬＢ１）と第２レーザ光（ＬＢ２）とが互いに交差しないように第１レーザ光（ＬＢ１）と第２レーザ光（ＬＢ２）とを第１コア（５１）と第２コア（５２）とにそれぞれ入射させる。
この態様によれば、光ファイバ（５０）から出射された後の第１レーザ光（ＬＢ１）と第２レーザ光（ＬＢ２）との分離が容易となる。
第１２の態様の光学装置（１００）では、第１～第１１のいずれか１つの態様において、第１レーザ光（ＬＢ１）及び第２レーザ光（ＬＢ２）は、光ファイバ（５０）を伝搬して光ファイバ（５０）から出射された後の集光位置が互いに一致するように、光ファイバ（５０）から出射される。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第１３の態様のレーザ光出力システム（２００）は、第１～第１２のいずれか１つの態様の光学装置（１００）と、第１レーザ光（ＬＢ１）光を出力する第１レーザ発振器（２１１）と、第２レーザ光（ＬＢ２）を出力する第２レーザ発振器（２１２）と、を備える。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
第１４の態様のレーザ加工機（３００）は、第１３の態様のレーザ光出力システム（２００）と、光ファイバ（５０）と、光ファイバ（５０）を伝搬した第１レーザ光（ＬＢ１）及び第２レーザ光（ＬＢ２）を加工対象物（ワーク４００）へ照射するヘッド（４０）と、を備える。
この態様によれば、光ファイバ（５０）に入射され光ファイバ（５０）から出射される第１レーザ光（ＬＢ１）の集光位置及び第２レーザ光（ＬＢ２）の集光位置の位置関係を、調整しやすい、という利点がある。
１０ 光学素子
１２ 凹レンズ
４０ ヘッド
５０ 光ファイバ
５１ 第１コア
５２ 第２コア
１００ 光学装置
２００ レーザ光出力システム
２１１ 第１レーザ発振器
２１２ 第２レーザ発振器
３００ レーザ加工機
４００ ワーク（加工対象物）
ＬＢ１ 第１レーザ光
ＬＢ２ 第２レーザ光

Claims (14)

  1. 第１波長を有する第１レーザ光及び前記第１波長とは異なる第２波長を有する第２レーザ光を、光ファイバの入射端面へ入射する光学装置であって、前記光ファイバは、それぞれが前記入射端面を含む第１コア及び第２コアを備え、
    前記光学装置は、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光の両方が入射される光学素子を備え、
    前記光学装置は、前記光学素子を通った前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を、前記第１コア及び前記第２コアに向けてそれぞれ出射する、
    光学装置。
  2. 前記光学素子は、前記第１レーザ光を前記第１コアに集光し前記第２レーザ光を前記第２コアに集光する集光機能を有する、
    請求項１に記載の光学装置。
  3. 前記光学装置は、前記集光機能の前に、前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を個別に角度変換する角度変換機能を有する、
    請求項２に記載の光学装置。
  4. 前記角度変換機能は、負のパワーを有する凹レンズで実現される、
    請求項３に記載の光学装置。
  5. 前記凹レンズの入射面において、前記第１レーザ光の入射位置と前記第２レーザ光の入射位置とが、互いに異なる、
    請求項４に記載の光学装置。
  6. 前記凹レンズの前記入射面において、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とは、互いに平行である、
    請求項５に記載の光学装置。
  7. 前記光学素子の入射面において、前記第１レーザ光の入射位置と前記第２レーザ光の入射位置とが互いに異なり、前記第１レーザ光の入射角度と前記第２レーザ光の入射角度とが互いに異なる、
    請求項４～６のいずれか１項に記載の光学装置。
  8. 前記光学装置は、前記集光機能及び前記角度変換機能の両方を有する単体の前記光学素子を備える、
    請求項３に記載の光学装置。
  9. 前記第１波長は、前記第２波長よりも短波長であり、
    前記光ファイバでは、前記第１コアの方が前記第２コアよりも中心側にある、
    請求項１～８のいずれか１項に記載の光学装置。
  10. 前記第１コアは、前記光ファイバの中心に位置する断面円形状であり、
    前記第２コアは、前記第１コアと同心の断面リング状である、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の光学装置。
  11. 前記光学装置は、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とが互いに交差しないように前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを前記第１コアと前記第２コアとにそれぞれ入射させる、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の光学装置。
  12. 前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光は、前記光ファイバを伝搬して前記光ファイバから出射された後の集光位置が互いに一致するように、前記光ファイバから出射される、
    請求項１～１１のいずれか１項に記載の光学装置。
  13. 請求項１～１２のいずれか１項に記載の光学装置と、
    前記第１レーザ光を出力する第１レーザ発振器と、
    前記第２レーザ光を出力する第２レーザ発振器と、
    を備える、
    レーザ光出力システム。
  14. 請求項１３に記載のレーザ光出力システムと、
    前記光ファイバと、
    前記光ファイバを伝搬した前記第１レーザ光及び前記第２レーザ光を加工対象物へ照射するためのヘッドと、
    を備える、
    レーザ加工機。
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