特許 7265612 光ファイバケーブル、光ファイバケーブルを用いた光コンバイナユニット、及び、レーザ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-18

(45)【発行日】2023-04-26

(54)【発明の名称】光ファイバケーブル、光ファイバケーブルを用いた光コンバイナユニット、及び、レーザ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20230419BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20230419BHJP

   H01S 3/067 20060101ALN20230419BHJP

【ＦＩ】

G02B6/44 366

G02B6/44 386

G02B6/42

G02B6/44 331

G02B6/44 341

H01S3/067

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021502020

(86)(22)【出願日】2020-02-18

(86)【国際出願番号】 JP2020006257

(87)【国際公開番号】W WO2020171059

(87)【国際公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-06-07

(31)【優先権主張番号】P 2019029420

(32)【優先日】2019-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】佐山 忠嘉

【審査官】奥村 政人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０１４５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７９４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１８３２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３５０１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２２１６０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－２２４８９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／０２－ ６／１０

Ｇ０２Ｂ ６／４４

Ｇ０１Ｍ １１／００

Ｈ０１Ｂ １１／００－１１／２２

Ｈ０１Ｓ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源から出力されるレーザ光を伝搬する光ファイバと、
インナーチューブと前記インナーチューブを覆うアウターチューブとを有するケーブル被覆と、
第１開放検知線と第２開放検知線とを有する一対の開放検知線と、
第１断線検知線と第２断線検知線とを有する一対の断線検知線と、
光ファイバケーブルの第１端部に配置された光コネクタと、を備え、
前記第１開放検知線の第１端部および前記第２開放検知線の第１端部は、前記光コネクタの内部に配置されており、かつ前記光コネクタの内部で電気的に接続されておらず、
前記第１断線検知線の第１端部および前記第２断線検知線の第１端部は、前記光コネクタの内部に配置されており、かつ前記光コネクタの内部で電気的に接続されており、
前記光ファイバと、前記第１断線検知線とが、前記インナーチューブの内側の第１領域に配置されており、
前記第２断線検知線、前記第１開放検知線及び前記第２開放検知線が、前記インナーチューブの外側と前記アウターチューブの内側との間の第２領域に配置されている、光ファイバケーブル。

【請求項2】

前記第１断線検知線の前記第１端部及び前記第２断線検知線の前記第１端部は、前記光コネクタの内部において、温度センサを介して電気的に接続されている、請求項１に記載の光ファイバケーブル。

【請求項3】

前記第１断線検知線、前記第２断線検知線、前記第１開放検知線及び前記第２開放検知線のうち、前記第１断線検知線の少なくとも一部は、前記ケーブル被覆の内部において、前記光ファイバに最も近い位置に配置されており、
前記ケーブル被覆の内部に位置する前記第２断線検知線は、絶縁層で被覆されており、
前記ケーブル被覆の内部に位置する前記第１断線検知線は、絶縁層を有さない、又は、前記第２断線検知線の絶縁層よりも厚みが小さい絶縁層で被覆されている、請求項１または２に記載の光ファイバケーブル。

【請求項4】

前記光ファイバと前記第１断線検知線とは、少なくとも一部において被覆部材により一体化されている、請求項１から３のいずれか1項に記載の光ファイバケーブル。

【請求項5】

前記光ファイバと前記第１断線検知線とは、前記光コネクタの内部で少なくとも一部において前記被覆部材により一体化されている、請求項４に記載の光ファイバケーブル。

【請求項6】

請求項１から５いずれか1項に記載の光ファイバケーブルと、
複数の入力用光ファイバから出射される光が入射する光コンバイナとを備え、
前記光コンバイナの出射端と前記光ファイバケーブルに配置された前記光ファイバのコアとが光学的に接続されている、光コンバイナユニット。

【請求項7】

請求項１から５いずれか1項に記載の光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブルを伝搬する光を出射する少なくとも一つの光源と、を備えるレーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバケーブル、光ファイバケーブルを用いた光コンバイナユニット、及び、レーザ装置に関する。
本願は、２０１９年２月２１日に日本に出願された特願２０１９－０２９４２０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

高出力のレーザ光を伝搬する光ファイバケーブルにおいては、なんらかの理由により光ファイバが損傷を受けた場合等に、速やかにレーザ光の出力を下げられることが求められる。光ファイバが損傷を受けた場合に光ファイバケーブルで生じる異常を検知するための技術が特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本国特開２００４－２０５７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、光ファイバケーブルをレーザヘッドに接続させる際に接続不良が生じる場合がある。接続不良の状態でレーザ光が出力された場合、接続不良が生じている箇所からレーザ光が外部空間へ放出されてしまう可能性がある。

【0005】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、レーザ光を伝搬する光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知可能な光ファイバケーブル、光ファイバケーブルを用いた光コンバイナユニット、及び、レーザ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、光源から出力されるレーザ光を伝搬する光ファイバと、インナーチューブと前記インナーチューブを覆うアウターチューブとを有するケーブル被覆と、第１開放検知線と第２開放検知線とを有する一対の開放検知線と、光ファイバケーブルの第１端部に配置された光コネクタと、を備え、前記第１開放検知線の第１端部および前記第２開放検知線の第１端部は、前記光コネクタの内部に配置されており、かつ前記光コネクタの内部で電気的に接続されておらず、前記光ファイバは、前記インナーチューブの内側の第１領域、または前記インナーチューブの外側と前記アウターチューブの内側との間の第２領域のいずれか一方の領域に配置され、前記一対の開放検知線のうち少なくとも一方は、前記光ファイバの配置されていない前記第１領域または前記第２領域のいずれか一方に配置されている。

【0007】

光ファイバケーブルをレーザヘッドへ接続する際には、レーザヘッドに設けられた接続部材（バヨネット）と光ファイバケーブルの光コネクタとが接続される。ここで、第１開放検知線と第２開放検知線とが電気的に接続されるように接続部材に短絡回路が設けられる。光ファイバケーブルの光コネクタがレーザヘッドに対して正常に接続されている場合は第１開放検知線と第２開放検知線とが電気的に接続される。一方で、光ファイバケーブルとレーザヘッドとの間に接続不良が生じている場合は、第１開放検知線と第２開放検知線とが電気的に接続されない。このように、第１開放検知線と第２開放検知線との通電の有無により接続部材と光コネクタとの接続不良が生じているか否かを判定することができる。これにより、光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能になる。

【0008】

また、開放検知線のうち、少なくとも一方が光ファイバの配置されていない領域に配置される。この構成により、仮に光ファイバケーブル内で光ファイバの断線が発生した場合であっても、例えば、少なくとも一方の開放検知線が断線することにより、光ファイバの断線も検知することができる。また、いずれか一方の開放検知線がインナーチューブの隔壁によって光ファイバから隔てられているため、一対の開放検知線同士が接触して通電することを防ぐことができる。

【0009】

また、光ファイバケーブルは、第１断線検知線と第２断線検知線とを有する一対の断線検知線をさらに備え、前記第１断線検知線の第１端部および前記第２断線検知線の第１端部は、前記光コネクタの内部に配置されており、かつ前記光コネクタの内部で電気的に接続されていてもよい。

【0010】

このような構成によれば、接続部材と光コネクタとの接続不良に加えて光ファイバケーブル内の光ファイバの断線も検知することが可能になる。また、断線検知線と開放検知線とが独立して構成されているため、光ファイバの断線検知と光コネクタにおける開放検知とを独立して検知することが可能となる。

【0011】

また、前記第１断線検知線の前記第１端部及び前記第２断線検知線の前記第１端部は、前記光コネクタの内部において、温度センサを介して電気的に接続されていてもよい。

【0012】

このような構成により、断線検知線を温度検知線としても用いることができる。すなわち、一対の検知線に光ファイバの断線検知及び光コネクタ内部の温度検出の両方の機能を持たせることができる。

【0013】

また、前記光ファイバと前記第１断線検知線とが前記第１領域に配置されており、前記第２断線検知線、前記第１開放検知線及び前記第２開放検知線が前記第２領域に配置されていてもよい。

【0014】

このような構成によれば、何らかの異常により光ファイバが断線した場合、インナーチューブ内に配置されている第１断線検知線が溶断して光ファイバの断線が検知される。さらに、光ファイバ及び第１断線検知線が配置されている第１領域と、第２断線検知線、第１開放検知線及び第２開放検知線が配置されている第２領域と、がインナーチューブの隔壁によって隔てられていることにより、第１断線検知線と第２断線検知線とが接触して再び通電することが抑制される。
その結果、確実に光ファイバの断線を検知することができる。同様に、第１開放検知線と第２開放検知線とが漏れ出たレーザ光により損傷し通電してしまうことを防ぐことができる。これにより、確実に光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することができる。

【0015】

また、前記第１断線検知線、前記第２断線検知線、前記第１開放検知線及び前記第２開放検知線のうち、前記第１断線検知線の少なくとも一部は、前記ケーブル被覆の内部において、前記光ファイバに最も近い位置に配置されており、前記ケーブル被覆の内部に位置する前記第２断線検知線は、絶縁層で被覆されており、前記ケーブル被覆の内部に位置する前記第１断線検知線は、絶縁層を有さない、又は、前記第２断線検知線の絶縁層よりも厚みが小さい絶縁層で被覆されていてもよい。

【0016】

このような構成によれば、何らかの異常により光ファイバに断線が発生した場合、第１断線検知線を優先的に溶断させることができ、早期に光ファイバの断線を検知し得る。

【0017】

また、前記光ファイバと前記第１断線検知線とは、少なくとも一部において被覆部材により一体化されてもよい。

【0018】

このような構成によれば、何らかの異常により光ファイバに断線が発生した場合、第１断線検知線をさらに優先的に溶断させることができ、早期に光ファイバの断線を検知し得る。

【0019】

また、前記光ファイバと前記第１断線検知線とは、前記光コネクタの内部で少なくとも一部において前記被覆部材により一体化されていてもよい。

【0020】

例えば、レーザ光を被加工体に照射した際に、反射光の影響により、光コネクタ内部で光ファイバの断線が生じやすい。このような構成によれば、光ファイバの断線が生じやすい光コネクタ内において光ファイバに断線が発生した場合、第１断線検知線を優先的に溶断させることができ、早期に光コネクタ内での光ファイバの断線を検知し得る。

【0021】

また、上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る光コンバイナユニットは、上記光ファイバケーブルと、複数の入力用光ファイバから出射される光が入射する光コンバイナとを備え、前記光コンバイナの出射端と前記光ファイバケーブルに配置された前記光ファイバのコアとが光学的に接続されていてもよい。

【0022】

上記の光ファイバケーブルによって、光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能な光コンバイナユニットを実現することができる。

【0023】

また、上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るレーザ装置は上記光ファイバケーブルと、上記光ファイバケーブルを伝搬する光を出射する少なくとも一つの光源とを備えていてもよい。

【0024】

上記の光ファイバケーブルによって光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能なレーザ装置を実現することができる。

【発明の効果】

【0025】

以上のように本発明の一態様に係る光ファイバケーブルによれば、レーザ光を伝搬する光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る光コンバイナユニットによれば、上記光ファイバケーブルを備えていることにより、レーザ光を伝搬する光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能となる。
また、本発明の一態様に係るレーザ装置においては、上記光ファイバケーブルを備えていることにより、レーザ光を伝搬する光ファイバケーブルとレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施形態に係るレーザ装置の一部（光伝搬部）を示す概念図である。

【図2】本実施形態に係るレーザ装置の一部（開放検知線部）を示す概念図である。

【図3A】本実施形態に係るレーザ装置の一部（断線検知線部）を示す概念図である。

【図3B】図３Ａのレーザ装置の一部（断線検知線部）の変形例を示す概念図である。

【図4】本実施形態に係る光ファイバケーブルの断面図である。

【図5】本実施形態に係る光ファイバケーブルの一部を示す概念図である。

【図6】本実施形態に係るレーザ装置を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本実施形態に係る光ファイバケーブル、光ファイバケーブルを用いた光コンバイナユニット、及び、レーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0028】

まず、本実施形態のレーザ装置１００の構成について説明する。

【0029】

図６は、本発明の実施形態に係るレーザ装置１００を示す概念図である。図６に示すように、本実施形態のレーザ装置１００は、レーザシステム本体１１０と、光ファイバケーブル３０と、を主な構成として備える。

【0030】

レーザシステム本体１１０は、光源５０および判定部６０を有する。光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂがレーザシステム本体１１０に接続されている。
光ファイバケーブル３０は、光ファイバ２１、開放検知線７、断線検知線６、ケーブル被覆３１、および光コネクタ３６を備える。
光源５０から出力されたレーザ光は、光ファイバ２１を伝搬して光コネクタ３６から外部へ出射される。

【0031】

第１開放検知線７１の第２端部と第２開放検知線７２の第２端部とは、判定部６０に接続されており、判定部６０を介して電気的に接続されている。
第１断線検知線６１の第２端部と第２断線検知線６２の第２端部とは、判定部６０に接続されており、判定部６０を介して電気的に接続されている。

【0032】

図１は、本実施形態に係るレーザ装置１００の光伝搬部１を示す概念図である。図１に示すように、本実施形態の光伝搬部１は、光源５０と、光ファイバケーブル３０とを主な構成として備える。また、本実施形態の光コンバイナユニット２は、複数の入力用光ファイバ１１と、光コンバイナ２０と、光ファイバケーブル３０とを主な構成として備える。
なお、図１では、説明のためレーザ装置１００の光伝搬部１以外の構成の図示を省略している。

【0033】

光源５０は、複数のレーザユニット１０と複数の入力用光ファイバ１１と光コンバイナ２０とを備える。

【0034】

それぞれのレーザユニット１０は、所定の波長の信号光を出射するレーザ光源であり、例えば、ファイバレーザ装置や固体レーザ装置である。レーザユニット１０がファイバレーザ装置である場合、例えば共振器型のファイバレーザ装置や、ＭＯ－ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置が用いられる。それぞれのレーザユニット１０から出射する信号光は、例えば、１０７０ｎｍの波長の光である。
なお、信号光とは、信号を含む光に限定されない。

【0035】

それぞれのレーザユニット１０には、レーザユニット１０から出射する信号光を伝搬する入力用光ファイバ１１が接続されている。入力用光ファイバ１１は、ベアファイバと、ベアファイバの外周に形成された被覆層と、を備える。ベアファイバは、例えば石英系ガラスなどにより形成され、光を伝達する。ベアファイバは、コアと、コアを覆うクラッドと、を有している。被覆層は、例えばＵＶ硬化型樹脂により形成され、ベアファイバを覆っている。被覆層は、１層の樹脂層により形成されていてもよいし、プライマリ層およびセカンダリ層の２層を備えていてもよい。または、２層以上の樹脂層を備えていてもよい。

【0036】

それぞれの入力用光ファイバ１１は、例えば、コアの直径が２０μｍ程度のフューモードファイバとされる。従って、それぞれのレーザユニット１０から出射する信号光は、２から１０程度のＬＰ（Linearly Polarized）モードで、それぞれの入力用光ファイバ１１を伝搬する。

【0037】

光コンバイナ２０は、複数の入力用光ファイバ１１のコアと光ファイバ２１のコアとを接続する部材である。光コンバイナ２０では、例えば、それぞれの入力用光ファイバ１１の端面と、入力用光ファイバ１１よりも直径の大きい光ファイバ２１の端面とが接続されている。

【0038】

光ファイバ２１は、ベアファイバと、ベアファイバの外周に形成された被覆層と、を備える。ベアファイバは、例えば石英系ガラスなどにより形成され、光を伝達する。ベアファイバは、コアと、コアを覆うクラッドと、を有している。光ファイバ２１の被覆層は、入力用光ファイバ１１と同様な構成であってもよい。
光ファイバ２１は、例えば、コアの直径が５０μｍから１００μｍ程度、クラッドの外径が３６０μｍ程度のマルチモードファイバであることが好ましい。

【0039】

図１から図６を用いて、光ファイバケーブル３０を説明する。
図１に示すように、光ファイバケーブル３０の第１端部３０ａには、光コネクタ３６が取り付けられている。光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂにおいて、光ファイバ２１が、光コンバイナ２０に接続されている。光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂでは、光ファイバ２１が光ファイバケーブル３０のケーブル被覆３１から延出しており、光ファイバケーブル３０から延出した光ファイバ２１が、光コンバイナ２０と接続されていてもよい。なお、図１から図６において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0040】

図２には、レーザ装置１００の開放検知部を示す。開放検知部は、光ファイバケーブル３０、および判定部６０を備える。
図２に示すように、光ファイバケーブル３０の第１端部３０ａに配置された光コネクタ３６は、レーザヘッド（不図示）に設けられた接続部材（バヨネット）７０へ接続されている。
光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂ側において、第１開放検知線７１および第２開放検知線７２は、判定部６０に接続されている。

【0041】

なお、図２では、説明のためレーザ装置１００の開放検知部以外の構成の図示を省略している。また、図２では、光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂが判定部６０に接続されているが、光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂから第１開放検知線７１および第２開放検知線７２が延出しており、延出した第１開放検知線７１および第２開放検知線７２が判定部６０と接続されていてもよい。

【0042】

（開放検知線）
一対の開放検知線７は、ケーブル被覆３１に挿通されている。開放検知線７は、例えば、導電性を有する金属で形成されている。一対の開放検知線７は、第１開放検知線７１および第２開放検知線７２を有する。第１開放検知線７１の第１端部は光コネクタ３６の内部まで延びている。また、同様に第２開放検知線７２の第１端部は光コネクタ３６の内部まで延びている。光ファイバケーブル３０内において、一対の開放検知線７同士は電気的に接続されていない。また、光コネクタ３６内に配置された第１及び第２開放検知線７１、７２の第１端部同士は、電気的に接続されていない。

【0043】

また、第１開放検知線７１の第２端部と第２開放検知線７２の第２端部とは、図６に示すように判定部６０に接続されており、判定部６０を介して電気的に接続されている。

【0044】

図２に示すように、光ファイバケーブル３０をレーザヘッド（不図示）へ接続する際には、レーザヘッドに設けられた接続部材７０と光ファイバケーブル３０の光コネクタ３６とが接続される。ここで、接続部材７０には短絡回路７０ａが設けられており、接続部材７０と光コネクタ３６とが正常に接続された場合は、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが電気的に接続される。

【0045】

このように、判定部６０は、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２との間の電気的な回路の通電状態をモニタする。判定部６０は、開放検知線７同士の回路が通電状態にあり、接続部材７０と光コネクタ３６とが正常に接続されていることが検知された場合に、レーザ装置１００においてレーザ光の出射が可能な状態と判定する。判定部６０は、レーザ装置１００においてレーザ光が出射可能な状態であるとの情報を光源５０に伝達する。

【0046】

一方で、接続部材７０と光コネクタ３６とが正常に接続されていない場合、すなわち接続不良が生じている場合は、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが電気的に接続されていない状態となる。この場合は、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２との間に閉回路が形成されない。通電状態をモニタする判定部６０は、接続部材７０と光コネクタ３６とが正常に接続されていないことを検知し、レーザ装置１００においてレーザ光の出射が不可能な状態と判定する。さらに、判定部６０は、レーザ装置１００がレーザ光を出射しないように光源５０を制御する。これにより、レーザ装置１００においてレーザ光の出射が停止されるため、接続部材７０と光コネクタ３６との間からレーザ光が誤って出射されることを防ぐことができる。また、使用者に向かってレーザ光が照射されてしまうことを防ぐことができるので、使用者の安全が確保される。

【0047】

このように、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２との通電の有無により接続部材７０と光コネクタ３６との接続不良が生じているか否かを判定することができる。これにより、光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能になる。

【0048】

図３Ａに、レーザ装置１００の断線検知部を示す。断線検知部は、光ファイバケーブル３０、および判定部６０を備える。
図３Ａに示すように、光ファイバケーブル３０の第１端部３０ａに配置された光コネクタ３６は、回路基板８０を備える。
光ファイバケーブル３０の第２端部３０ｂ側において、第１断線検知線６１および第２断線検知線６２が、判定部６０に接続されている。

【0049】

なお、図３Ａでは、説明のためレーザ装置１００の断線検知部以外の構成の図示を省略している。また、図３Ａでは、光ファイバケーブル３０の第２端部が判定部６０に接続されているが、光ファイバケーブル３０から第１断線検知線６１および第２断線検知線６２が延出しており、延出した第１断線検知線６１および第２断線検知線６２が判定部６０と接続されていてもよい。

【0050】

（断線検知線）
図３Ａに示すように、一対の断線検知線６がケーブル被覆３１に挿通されている。断線検知線６は、例えば、導電性を有する金属で形成されている。一対の断線検知線６は、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２とを有する。第１断線検知線６１の第１端部は光コネクタ３６の内部まで延びており、光コネクタ内の回路基板８０に接続されている。また、第２断線検知線６２の第１端部は光コネクタ３６の内部まで延びており、光コネクタ内の回路基板８０に接続されている。光コネクタ３６内に配置された第１断線検知線６１及び第２断線検知線６２の第１端部同士は、回路基板８０を介して電気的に接続されている。

【0051】

また、第１断線検知線６１の第２端部と第２断線検知線６２の第２端部は、図６に示すように判定部６０に接続されており、判定部６０を介して電気的に接続されている。

【0052】

ここで、なんらかの理由により光ファイバ２１が断線した場合、その断線箇所からレーザ光が放射され、第１断線検知線６１または第２断線検知線６２が溶断される。

【0053】

その結果、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２との間に形成された閉回路の通電が遮断される。当該回路の通電状態をモニタする判定部６０は、通電が遮断されたことにより光ファイバ２１の断線を検知し、レーザ装置１００においてレーザ光の出射が不可能な状態と判定する。判定部６０は、レーザ装置１００がレーザ光を出射しないように光源５０を制御する。これにより、レーザ装置１００においてレーザ光の出射が停止される。また、レーザ光が断線箇所から出射して周辺の機器や作業者へ照射されてしまうことを防ぐことができるので、周辺の機器の損傷を防ぎ、また作業者の安全を確保することができる。

【0054】

また、ケーブル被覆３１は、図４に示すように円筒状に形成されたアウターチューブ１３とインナーチューブ１２とを有する。アウターチューブ１３はインナーチューブ１２を覆うように配置されている。すなわち、ケーブル被覆３１は二重の管で構成されている。
ケーブル被覆３１の材質としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰ）などのポリオレフィン（ＰＯ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などを用いることができる。アウターチューブ１３およびインナーチューブ１２は同じ材質で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。

【0055】

インナーチューブ１２の内部の第１領域Ｒ１にはレーザ光が伝搬する光ファイバ２１および絶縁層で被覆された第１断線検知線６１が挿通されている。光ファイバ２１の両端はそれぞれ光コネクタ３６及び光コンバイナ２０に光学的に接続されている。なお、第１断線検知線６１は絶縁層を備えていなくてもよい。

【0056】

第１領域Ｒ１において、第１断線検知線６１は、光ファイバ２１の延びる長手方向に沿って設けられていてもよく、また、光ファイバ２１の長手方向に沿って螺旋状に巻き付けるように設けられていてもよい。

【0057】

インナーチューブ１２の外側とアウターチューブ１３の内側との間の第２領域Ｒ２には第２断線検知線６２、第１開放検知線７１、および第２開放検知線７２が挿通されている。第２断線検知線６２、第１開放検知線７１、および第２開放検知線７２はそれぞれ絶縁層で被覆されていてもよい。
このように、第１断線検知線６１、第２断線検知線６２、第１開放検知線７１及び第２開放検知線７２のうち、第１領域Ｒ１に配置された第１断線検知線６１は光ファイバ２１に最も近い位置に配置されている。

【0058】

ここで、何らかの理由により光ファイバ２１に断線が発生してその断線箇所からレーザ光が放射された際に、光ファイバ２１に最も近い位置に配置されている第１断線検知線６１が優先的に溶断する。これにより、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２との間に形成された回路の通電が遮断されるため、光ファイバ２１の断線が検知される。
さらに、光ファイバ２１及び第１断線検知線６１が配置されている第１領域Ｒ１と第２断線検知線６２が配置されている第２領域Ｒ２とがインナーチューブ１２の隔壁によって隔てられている。これにより、断線検知後に第１断線検知線６１と第２断線検知線６２とが接触して、再び通電したと判定されることを防ぐことができる。このように、第１断線検知線６１および第２断線検知線６２によって光ファイバケーブル３０の長手方向における光ファイバ２１の断線を確実に検知することができる。

【0059】

また、第１断線検知線６１の絶縁層の厚さは、第２断線検知線６２の絶縁層の厚さよりも小さくてもよい。
さらに、第１断線検知線６１は、第２断線検知線６２よりも光ファイバ２１の近くに配置されている。これにより、光ファイバ２１に断線が発生して断線箇所からレーザ光が放射された際に、第１断線検知線６１は早期に溶断する。これに対して、インナーチューブ１２の隔壁によって断線箇所から隔てられ、かつ、相対的に絶縁層の厚みの大きい第２断線検知線６２は第１断線検知線６１と比べて溶断しにくい。このため、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２とが接触した場合でも、第２断線検知線６２が絶縁層で被覆されているため、当該断線検知線の回路において再び通電することが抑制される。その結果、光ファイバの断線をさらに確実に検知することができる。

【0060】

第１断線検知線６１は絶縁層を備えておらず、信号線が露出していてもよい。すなわち、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２のうち、第２断線検知線６２のみが絶縁層を備えていてもよい。第１断線検知線６１が絶縁層で被覆されている場合に比べて、光ファイバ２１が断線した際により早期に第１断線検知線６１を溶断させることができるため、光ファイバ２１の断線をより早期に検知することができる。

【0061】

さらに、第２領域Ｒ２には絶縁層で被覆された第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが挿通されている。

【0062】

すなわち、光ファイバ２１及び第１断線検知線６１が配置されている第１領域Ｒ１と第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが配置されている第２領域Ｒ２とがインナーチューブ１２の隔壁によって隔てられている。このため、光ファイバ２１に断線が発生して、断線箇所からレーザ光が放射された際に第１断線検知線６１が溶断する場合であっても、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが接触して通電することが抑制される。また、第１開放検知線７１および第２開放検知線７２が絶縁層を有する場合でも、レーザ光により当該被覆層が損傷し、開放検知線７１、７２同士が接触して通電することを防ぐことができる。その結果、光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの接続不良を確実に検知することができる。

【0063】

なお、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とのうち、少なくとも一方が光ファイバ２１の配置されていない第２領域Ｒ２に配置されていればよい。すなわち、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のうち、一方には光ファイバ２１が配置され、他方には一対の開放検知線７のうち少なくとも一方が配置されていればよい。これにより、光ファイバ２１に断線が発生した場合であっても、例えば、少なくとも一方の開放検知線７が断線することにより、光ファイバ２１の断線も検知することができる。また、いずれか一方の開放検知線７がインナーチューブ１２の隔壁によって光ファイバ２１と隔てられているため、開放検知線７同士が接触して通電することを防ぐことができる。

【0064】

また、図５に示すように、光ファイバ２１と第１断線検知線６１とは、少なくとも一部において被覆部材９０により一体化されていてもよい。被覆部材９０は、例えば、熱収縮チューブであってもよい。

【0065】

光ファイバ２１と第１断線検知線６１とが被覆部材９０により一体化された領域では、光ファイバ２１に断線が発生して断線箇所からレーザ光が放射された際に、早期に第１断線検知線６１を溶断させることができる。このため、光ファイバ２１の断線をより早期に検知することができる。

【0066】

被覆部材９０が配置される領域は、光ファイバ２１の長手方向において何れの箇所に配置されていてもよいが、光コネクタ３６の内部で、光ファイバ２１と第１断線検知線６１とが少なくとも一部において被覆部材９０により一体化されていることが好ましい。

【0067】

例えば、レーザ光を被加工体に照射した際に、被加工体からの反射光により、光コネクタの内部で光ファイバ２１の断線が生じやすい。光コネクタ３６の内部において光ファイバ２１と第１断線検知線６１とが被覆部材９０により一体化された構成によれば、光ファイバ２１の断線が生じやすい光コネクタ３６の内部において第１断線検知線６１を優先的に溶断させることができる。このように、早期に光コネクタ３６内での光ファイバ２１の断線を検知することができる。

【0068】

なお、光ファイバ２１と第１断線検知線６１とが被覆部材９０によって一体化されている箇所は、ケーブル被覆３１の内部でもよいし、光ファイバ２１の長手方向において複数の個所で一体化されていてもよい。

【0069】

（温度検知線）
また、図３Ｂに示すように、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２との第１端部同士は、光コネクタ３６の内部において温度センサ８１を介して電気的に接続されていてもよい。図３Ｂにおいては、光コネクタ３６内に配置された回路基板８０に温度センサ８１が配置されている。温度センサ８１は光コネクタ内部の温度変化を検知することができる。温度センサ８１として、サーミスタを用いてもよい。サーミスタは、温度の変化により抵抗値が変化する電子部品である。温度センサ８１において、電気的に検出された温度情報は判定部６０に入力される。

【0070】

第１断線検知線６１の第１端部と第２断線検知線６２の第１端部とが回路基板８０に接続されることにより、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２とは温度センサ８１を介して電気的に接続されて閉回路が形成される。

【0071】

このような構成により、断線検知線６を温度検知線としても用いることができる。すなわち、一対の検知線に光ファイバの断線検知及び光コネクタ内部の温度検出の両方の機能を持たせることができる。

【0072】

以上説明したように、本実施形態の光ファイバケーブル３０は、光源５０から出力されるレーザ光を伝搬する光ファイバ２１と、インナーチューブ１２と前記インナーチューブ１２を覆うアウターチューブ１３とを有するケーブル被覆３１と、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とを有する一対の開放検知線７と、光ファイバケーブル３０の第１端部３０ａに配置された光コネクタ３６と、を備え、第１開放検知線７１の第１端部および第２開放検知線７２の第１端部は、光コネクタ３６の内部に配置されており、かつ光コネクタ３６の内部で電気的に接続されておらず、光ファイバ２１は、インナーチューブ１２の内側の第１領域Ｒ１、またはインナーチューブ１２の外側とアウターチューブ１３の内側との間の第２領域Ｒ２のいずれか一方の領域に配置され、一対の開放検知線７のうち少なくとも一方は、光ファイバ２１の配置されていない第１領域Ｒ１または第２領域Ｒ２のいずれか一方に配置されている。

【0073】

この構成により、光ファイバケーブル３０の光コネクタ３６がレーザヘッドに対して正常に接続されている場合は第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが電気的に接続される。一方で、光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの間に接続不良が生じている場合は、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが電気的に接続されない。このように、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２との通電の有無により接続部材７０と光コネクタ３６との接続不良が生じているか否かを判定することができる。これにより、光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能になる。

【0074】

また、開放検知線７のうち、少なくとも一方が光ファイバ２１の配置されていない領域に配置される。この構成により、仮に光ファイバケーブル３０内で光ファイバ２１の断線が発生した場合であっても、例えば、少なくとも一方の開放検知線７が断線することにより、光ファイバ２１の断線を検知することができる。また、いずれか一方の開放検知線７がインナーチューブ１２の隔壁によって光ファイバ２１から隔てられているため、一対の開放検知線７同士が接触して通電することを防ぐことができる。

【0075】

また、光ファイバケーブル３０は、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２とを有する一対の断線検知線６をさらに備え、第１断線検知線６１の第１端部および第２断線検知線６２の第１端部は、光コネクタ３６の内部に配置されており、かつ光コネクタ３６の内部で電気的に接続されていてもよい。

【0076】

この構成により、接続部材７０と光コネクタ３６との接続不良に加えて光ファイバケーブル３０内の光ファイバ２１の断線も検知することが可能になる。また、断線検知線６と開放検知線７とが独立して構成されているため、光ファイバ２１の断線検知と光コネクタ３６における開放検知とを独立して検知することが可能となる。

【0077】

また、第１断線検知線６１の第１端部及び第２断線検知線６２の第１端部は、光コネクタ３６の内部において、温度センサ８１を介して電気的に接続されていてもよい。
この構成により、断線検知線６を温度検知線としても用いることができる。すなわち、一対の検知線に光ファイバの断線検知及び光コネクタ３６内部の温度検出の両方の機能を持たせることができる。

【0078】

また、光ファイバ２１と第１断線検知線６１とが第１領域Ｒ１に配置されており、第２断線検知線６２、第１開放検知線７１及び第２開放検知線７２が第２領域Ｒ２に配置されていてもよい。

【0079】

この構成により、何らかの異常により光ファイバ２１が断線した場合、インナーチューブ１２内に配置されている第１断線検知線６１が溶断して光ファイバの断線が検知される。さらに、光ファイバ２１及び第１断線検知線６１が配置されている第１領域Ｒ１と、第２断線検知線６２、第１開放検知線７１及び第２開放検知線７２が配置されている第２領域Ｒ２と、がインナーチューブ１２の隔壁によって隔てられていることにより、第１断線検知線６１と第２断線検知線６２とが接触して再び通電することが抑制される。
その結果、確実に光ファイバ２１の断線を検知することができる。同様に、第１開放検知線７１と第２開放検知線７２とが漏れ出たレーザ光により損傷し通電してしまうことを防ぐことができる。これにより、確実に光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの接続不良を検知することができる。

【0080】

また、第１断線検知線６１、第２断線検知線６２、第１開放検知線７１及び第２開放検知線７２のうち、第１断線検知線６１の少なくとも一部は、ケーブル被覆３１の内部において、光ファイバ２１に最も近い位置に配置されており、ケーブル被覆３１の内部に位置する第２断線検知線６２は、絶縁層で被覆されており、ケーブル被覆３１の内部に位置する第１断線検知線６１は、絶縁層を有さない、又は、第２断線検知線６２の絶縁層よりも厚みが小さい絶縁層で被覆されていてもよい。

【0081】

この構成により、何らかの異常により光ファイバ２１に断線が発生した場合、第１断線検知線６１を優先的に溶断させることができ、早期に光ファイバ２１の断線を検知し得る。

【0082】

また、光ファイバ２１と第１断線検知線６１とは、少なくとも一部において被覆部材９０により一体化されてもよい。
これにより、何らかの異常により光ファイバ２１に断線が発生した場合、第１断線検知線６１をさらに優先的に溶断させることができ、早期に光ファイバ２１の断線を検知し得る。

【0083】

また、光ファイバ２１と第１断線検知線６１とは、光コネクタ３６の内部で少なくとも一部において被覆部材９０により一体化されていてもよい。

【0084】

例えば、レーザ光を被加工体に照射した際に、反射光の影響により、光コネクタ３６内部で光ファイバの断線が生じやすい。このような構成によれば、光ファイバ２１の断線が生じやすい光コネクタ３６内において光ファイバ２１に断線が発生した場合、第１断線検知線６１を優先的に溶断させることができ、早期に光コネクタ３６内での光ファイバ２１の断線を検知し得る。

【0085】

本実施形態の光コンバイナユニット２は、上記光ファイバケーブル３０と、複数の入力用光ファイバ１１から出射される光が入射する光コンバイナ２０とを備え、光コンバイナ２０の出射端と光ファイバケーブル３０に配置された光ファイバ２１のコアとが光学的に接続されていてもよい。
上記の光ファイバケーブル３０によって、光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能な光コンバイナユニット２を実現することができる。

【0086】

また、本実施形態のレーザ装置１００は上記光ファイバケーブル３０と、上記光ファイバケーブル３０を伝搬する光を出射する少なくとも一つの光源５０とを備えていてもよい。
上記の光ファイバケーブル３０によって、光ファイバケーブル３０とレーザヘッドとの接続不良を検知することが可能なレーザ装置１００を実現することができる。

【0087】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態または実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0088】

例えば、光ファイバケーブル３０は、断線検知線６を有していなくてもよい。
また、第１領域Ｒ１および第２領域に配置される構成が入れ替わっていてもよい。例えば、第１領域Ｒ１に第２断線検知線６２、第１開放検知線７１、および第２開放検知線７２が配置されており、第２領域Ｒ２に光ファイバ２１および第１断線検知線６１が配置されていてもよい。

【0089】

なお、第１開放検知線７１および第２開放検知線７２が、それぞれ絶縁層で被覆されていない構成も採用可能である。この場合、一対の開放検知線７のうち、一方が第１領域Ｒ１に配置され、他方が第２領域に配置されていてもよい。また、光ファイバケーブル３０の横断面視において、インナーチューブ１２を挟んで第１開放検知線７１および第２開放検知線７２が対向する位置に配置されていてもよい。

【0090】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0091】

１・・・光伝搬部
２・・・光コンバイナユニット
６・・・断線検知線
７・・・開放検知線
１０・・・レーザユニット
１１・・・入力用光ファイバ
１２・・・インナーチューブ
１３・・・アウターチューブ
２０・・・光コンバイナ
２１・・・光ファイバ
３０・・・光ファイバケーブル
３１・・・ケーブル被覆
３６・・・光コネクタ
５０・・・光源
６０・・・判定部
６１・・・第１断線検知線
６２・・・第２断線検知線
７１・・・第１開放検知線
７２・・・第２開放検知線
８０・・・回路基板
８１・・・温度センサ
９０・・・被覆部材
１００・・・レーザ装置
Ｒ１・・・第１領域
Ｒ２・・・第２領域

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】