光纤合波器的制造方法、光纤合波器以及激光装置

摘要

光纤合波器(1)具备：具有芯线(21)和包围芯线(21)的包层(22)的多根输入用光纤(20)；具有传播从各输入用光纤(20)入射的光的部位的桥式光纤(30)；以及玻璃体(50)，其与多根输入用光纤(20)的至少一方的端面侧的端部中以相互邻接的侧面彼此接触的状态被捆扎的各包层(22)的端面(27)以及桥式光纤(30)的一方的端面(36)融合，并具有比芯线(21)的直径大且比包层(22)的外径小的外径。相互邻接的玻璃体(50)成为非融合状态。

说明书

技术领域

本发明涉及光纤合波器的制造方法、光纤合波器以及激光装置。

背景技术

激光装置能够进行非接触加工，所以在加工领域、医疗领域等各种 领域中被使用，从而需要更进一步的高输出化。

作为实现这样的激光装置的高输出化的方法之一，有利用光纤合波 器将从多根光纤输出的激光集中而从1根光纤输出的方法。下述专利文 献1记载了能够用于这样的激光装置的光纤合波器。

在专利文献1记载的光纤合波器中，在多根输入用光纤与具有锥部 的桥式光纤之间设置有发散角减小部件，该发散角减小部件使从该输入 用光纤射出的光以发散角比入射时小的状态射出。

该发散角减小部件的一端与各输入用光纤的一端融合，该发散角减 小部件的另一端与桥式光纤的输入端面融合。

专利文献1：专利5216151号说明书

然而，上述专利文献1记载的输入用光纤存在以相互的侧面接触的 状态被捆扎的趋势。即，如上述专利文献1的第49段的记载，光的发 散角对应于桥式光纤的入射端面的直径D_in与射出端面的直径D_out之比 而变大，桥式光纤的后段的超过输出用光纤的允许NA的成分会泄漏。 因此，优选使桥式光纤的入射端面的直径D_in尽可能小。这是存在各输 入用光纤以相互的侧面接触的状态被捆扎的趋势的理由之一。

然而，若将上述专利文献1记载的输入用光纤捆扎，则在将与该输 入用光纤的一端融合的发散角减小部件与桥式光纤的输入端面融合了 的情况下，该发散角减小部件的侧面彼此融合的趋势变高。

在桥式光纤的输入端面，在发散角减小部件的侧面彼此被融合的情 况下，存在由于施加于该融合部分的振动、冲击、弯曲、拉伸等外力而 容易在该部分产生断裂的趋势。

这样的趋势在省略上述专利文献1记载的发散角减小部件而将多根 输入用光纤与桥式光纤直接融合的情况下也同样存在。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够提高机械强度的光纤合波器的制 造方法、光纤合波器以及激光装置。

用于解决上述课题的本发明的光纤合波器的制造方法的特征在于， 具备：第一融合工序，将具有芯线以及包围上述芯线的包层的输入用光 纤的一方的端面与玻璃体的一方的端面融合，其中，该玻璃体具有如下 外径，即：该外径大于上述芯线的直径且小于上述包层的外径；捆束工 序，将经过了上述第一融合工序的多根上述输入用光纤的至少上述一方 的端面侧的端部的上述包层以相互邻接的侧面彼此接触的状态捆扎；以 及第二融合工序，将与经过了上述捆束工序的多根上述输入用光纤分别 融合的各上述玻璃体的另一方的端面与桥式光纤的一方的端面融合。

在该光纤合波器的制造方法中，输入用光纤的至少一方的端面侧的 端部的包层以相互邻接的侧面彼此接触的方式被捆扎。此时，与各输入 用光纤的一方的端面分别融合的玻璃体的外径比该输入用光纤的芯线 的直径大且比包层的外径小，所以该玻璃体相互分离。因此，在将各玻 璃体的另一方的端面与桥式光纤的一方的端面融合的情况下，能够不使 这些玻璃体彼此融合而能够使该玻璃体间成为非融合状态，由此能够避 免因施加于该融合部分的外力而产生断裂。这样，可以提供能够提高机 械强度的光纤合波器的制造方法。

另外，优选为还具备光纤固定工序，设置总括包覆层，该总括包覆 层对以相互邻接的侧面彼此接触的状态被捆扎的上述包层进行统一包 覆。

在这样的情况下，各输入用光纤的包层保持被捆扎的状态而由总括 包覆层固定。因此，即使振动、冲击、弯曲、拉伸等外力施加于光合波 器，应力也能大致均衡地作用于这些输入用光纤和与该输入用光纤融合 的玻璃体。因此，与没有设置总括包覆层的情况相比，能够进一步提高 光纤合波器的机械强度。

另外，优选为上述光纤固定工序在上述第二融合工序之后进行。

在这样的情况下，能够预防在融合时总括包覆层被加热而导致该总 括包覆层热劣化。

另外，优选为上述光纤固定工序包括利用杨氏模量比上述玻璃体低 的包覆层对上述玻璃体进行统一包覆的工序。

在设置有这样的包覆层的情况下，当弯曲力作用于输入用光纤或者 输出用光纤时，减小在与玻璃体的融合部分产生的应力，其结果是能够 减少切断等。另外，能够保护玻璃体并防止刮伤。

另外，优选为上述桥式光纤具有对从各上述玻璃体入射的光进行传 播的部位，在上述部位的至少一部分形成有随着远离上述玻璃体而逐渐 缩径的锥部，上述玻璃体是发散角减小部件，其使从上述输入用光纤入 射的光以比入射时的发散角小的发散角射出。

在这样的情况下，从发散角减小部件射入桥式光纤的光的发散角比 从输入用光纤直接射入桥式光纤的情况下的发散角小。因此，即使当光 在锥部反复反射并传播从而发散角变大的情况下，也能够将从桥式光纤 射出的光的发散角抑制的较小。因此，能够减少以超过输出用光纤的开 口数的角度射入输出用光纤的光，能够抑制光从输出用光纤泄漏而导致 的光的损失。

另外，本发明的光纤合波器的特征在于，具备：多根输入用光纤， 它们具有芯线和包围所述芯线的包层；桥式光纤，其具有对从各上述输 入用光纤入射的光进行传播的部位；以及玻璃体，其与上述多根输入用 光纤的至少一方的端面侧的端部中以相互邻接的侧面彼此接触的状态 被捆扎的各上述包层的端面以及所述桥式光纤的一方的端面融合，并具 有如下外径，即该外径大于上述芯线的直径且小于上述包层的外径，相 互邻接的上述玻璃体为非融合状态。

在该光纤合波器中，各玻璃体没有相互融合，所以能够避免发生因 施加于该融合部分的外力而在该部分产生断裂的情况。这样，提供能够 提高机械强度的光纤合波器。

另外，本发明的光纤合波器的特征在于，具备：多根输入用光纤， 它们具有芯线和包围上述芯线的包层；多个发散角减小部件，它们呈杆 状，将从上述输入用光纤入射的光以比入射时的发散角小的发散角射 出；桥式光纤，其具有对从各上述发散角减小部件入射的光进行传播的 部位，在上述部位的至少一个部位形成有随着远离上述发散角减小部件 侧而逐渐缩径的锥部；以及输出用光纤，其供从上述桥式光纤的与上述 发散角减小部件侧相反的一侧射出的光射入，上述发散角减小部件的外 径大于上述芯线且小于上述包层的外径，相互邻接的上述发散角减小部 件为非融合状态。

在该光纤合波器中，从发散角减小部件射入桥式光纤的光的发散角 比从输入用光纤直接射入桥式光纤的情况下的发散角小。因此，即使当 光在桥式光纤中反复反射并传播而使发散角变大的情况下，也能够将从 桥式光纤射出的光的发散角抑制得较小。因此，能够减少以超过输出用 光纤的开口数的角度射入输出用光纤的光，能够抑制光从输出用光纤泄 漏而导致的光的损失。另外，在该光纤合波器中，各发散角减小部件没 有相互融合，所以能够避免发生因施加于该融合部分的外力而在该部分 产生断裂的情况。这样，提供能够提高机械强度的光纤合波器。

另外，本发明的激光装置的特征在于，具备：如上述记载的光纤合 波器；以及使激光分别射入各上述输入用光纤的多个激光部。

在该激光装置中，具备如上述记载的光纤合波器，所以与不具备该 光纤合波器的情况相比，能够使机械强度提高。这样，提供能够提高机 械强度的激光装置。

如上所述，根据本发明的光纤合波器的制造方法、光纤合波器以及 激光装置，能够提高机械强度。

附图说明

图1是表示第一实施方式的光纤合波器的图。

图2是沿光纤合波器的中心轴的剖视图。

图3是表示光纤合波器的制造工序的流程图。

图4是表示光纤合波器的制造工序的情形的图。

图5是以与图2相同的视点表示第二实施方式的光纤合波器的图。

图6是表示第三实施方式的激光装置的图。

图7是表示渐变折射率透镜的外径与光纤合波器的透过率的关系的 图表。

具体实施方式

以下，参照附图并分别详细说明本发明优选的实施方式。

(1)第一实施方式

图1是表示第一实施方式的光纤合波器的图。此外，为了便于理解， 图1将构成光纤合波器的每一部分空开间隔来记载。

如图1所示，本实施方式的光纤合波器1具备多根输入用光纤20、 多个渐变折射率(GRIN)透镜50、桥式光纤30以及输出用光纤40作 为主要构成要素。

输入用光纤20是用于使光输入至桥式光纤30的光纤。各输入用光 纤20具有芯线21、包围芯线21的包层22、包覆包层22的外周面的包 覆层23。此外，在图1中，为了方便而仅示出了一根输入用光纤20的 包覆层23，而省略了其它输入用光纤20的包覆层。

芯线21的折射率比包层22的折射率高。例如，由添加了提高折射 率的锗(Ge)等的掺杂剂的石英形成芯线21，由纯石英形成包层22。 此外，包覆层23由树脂等形成。

对于本实施方式的情况，以6根输入用光纤20包围1根输入用光 纤20的周围的方式进行配置。另外，在各输入用光纤20的一方的端部， 包覆层23被剥离，在该剥离部分设置总括包覆层，来统一包覆各输入 用光纤20各自的包层22的外周面。利用该总括包覆层将各输入用光纤 20捆扎，并且维持该被捆扎的状态。此外，在图1中为了便于理解而省 略了总括包覆层。

渐变折射率透镜50是作为使从输入用光纤20入射的光以比其入射 时的发散角小的发散角射出的发散角减小部件的玻璃体。此外，发散角 是指在渐变折射率透镜50中传播的光相对于该光的光轴扩展的方向的 角度。

各渐变折射率透镜50构成为在径向具有折射率分布，而在长度方 向没有折射率分布。径向的折射率分布构成为折射率从中心轴侧向外周 面侧平稳变化，越靠中心轴侧折射率越高而越靠外周面侧折射率越低。 例如，利用以使提高折射率的锗(Ge)等的掺杂剂越靠中心轴侧则浓度 越高的方式添加的石英形成渐变折射率透镜50。另外，各渐变折射率透 镜50的长度是相对于从输入用光纤20入射的光的0.5间距长度的n倍 以外(其中，n为自然数)的长度。因此，从各渐变折射率透镜50射 出的光与射入该渐变折射率透镜50的光相比，发散角被抑制得较小。

此外，在渐变折射率透镜50的长度是相对于从输入用光纤20射出 的光的0.25间距长度的奇数倍的长度的情况下，能够使从渐变折射率透 镜50射出的光成为准直光。因此，优选使渐变折射率透镜50是相对于 从输入用光纤20射出的光的0.25间距长度的奇数倍的长度。

渐变折射率透镜50的根数与输入用光纤20的根数相同，各渐变折 射率透镜50的一方的端面56与各输入用光纤20的端面27一对一地融 合。

在本实施方式的情况下，各渐变折射率透镜50的外径比输入用光 纤20的芯线21的直径大，而比包层22的外径小。因此，与处于捆束 状态的各输入用光纤20分别融合的渐变折射率透镜50相互分离，相互 邻接的渐变折射率透镜50为非融合状态。

桥式光纤30是一侧的外径不缩径而另一侧的外径缩径的锥形光纤。 即，桥式光纤30由保持一定的外径的非缩径部33、和与非缩径部33 形成为一体且越远离该非缩径部33则外径越缩小的锥部34构成。

在这样的桥式光纤30中，非缩径部33侧的一方的端面36与各渐 变折射率透镜50的另一方的端面57相互融合。

在本实施方式的情况下，桥式光纤30不具有特别的芯线-包层构造， 桥式光纤30的整体成为传播光的部位。例如，利用添加了提高折射率 的锗(Ge)等掺杂剂的石英形成桥式光纤30。

此外，桥式光纤30的折射率没有特别限定，但鉴于对从渐变折射 率透镜50向桥式光纤30入射的光的反射进行抑制的观点，优选为与渐 变折射率透镜50的中心轴附近相同程度的折射率。

输出用光纤40是用于使从桥式光纤30射出的光向后段输出的光 纤。各输出用光纤40具有芯线41、包围芯线41的包层42、包覆包层 42的外周面的包覆层43。

芯线41的折射率比包层42的折射率高。例如，利用添加了提高折 射率的锗(Ge)等掺杂剂的石英形成芯线41，利用纯石英形成包层42。 此外，包覆层43由树脂等形成。鉴于对从桥式光纤30向芯线41入射 的光的折射进行抑制的观点，优选具有与桥式光纤30相同程度的折射 率的芯线41。

在本实施方式的情况下，各输出用光纤40的芯线41的直径是桥式 光纤30中的锥部34侧的另一方的端面37的直径以上，该输出用光纤 40的端面46的芯线41与桥式光纤30的另一方的端面37相互融合。此 外，在输出用光纤40中与桥式光纤30融合的端面46的附近，包覆层 43被剥离。

这样，在本实施方式的光纤合波器1中，输入用光纤20的芯线21 与渐变折射率透镜50融合，渐变折射率透镜50与桥式光纤30融合， 桥式光纤30与输出用光纤40融合。由此在本实施方式的光纤合波器1 中，输入用光纤20的芯线21、渐变折射率透镜50、桥式光纤30、输出 用光纤40相互光学结合。

接下来，使用图2从光学观点说明光纤合波器1。图2是沿光纤合 波器1的中心轴的剖视图。此外，图2的虚线简要表示光传播的情形。 其中，在桥式光纤30中，为了便于理解，用虚线仅示出了从某一个渐 变折射率透镜50射出的光的传播的情形。

如图2所示，在光从输入用光纤20的芯线21向渐变折射率透镜50 入射的情况下，该光根据渐变折射率透镜50的中心轴附近的开口数以 规定的发散角扩展。

而且，该光以随着接近渐变折射率透镜50的外周面而该光的发散 角变小的方式折射。这样，在渐变折射率透镜50中传播的光以比入射 时的发散角小的状态从渐变折射率透镜50射出，从桥式光纤30的入射 面亦即一方的端面36射入桥式光纤30。

渐变折射率透镜50的长度是相对于从输入用光纤20射出的光的0.5 间距长度的n倍以外的长度，所以从渐变折射率透镜50射出的光的发 散角与从输入用光纤20射出的光直接射入桥式光纤30的情况下的发散 角相比，被抑制得较小。此外，在图2中，用虚线示出了渐变折射率透 镜50的长度是相对于从输入用光纤20射出的光的波长的0.25间距长的 情况的光的传播的情形。在该情况下，从渐变折射率透镜50射出的光 为准直光。

从渐变折射率透镜50射入桥式光纤30的光一边扩展一边传播，从 而到达该桥式光纤30的锥部34。在该锥部34，光的至少一部分在桥式 光纤30的外周面一边反射一边传播。在每次重复该反射时，通过成为 锥形状的外周面而使光的发散角变大。即，在桥式光纤30的外周面反 射的光相对于桥式光纤30的轴向的角度变大。

而且，在锥部34传播的光在桥式光纤30的射出面亦即锥部34侧 的端面37以规定的发散角射出，从输出用光纤40的入射面亦即一方的 芯线端面射入芯线41并在输出用光纤40中传播。

这样，光依次在输入用光纤20、渐变折射率透镜50、桥式光纤30 以及输出用光纤40中传播。

然而，从渐变折射率透镜50射出并向桥式光纤30输入的光的发散 角为θ_in，从桥式光纤30射出的光的发散角为θ_out，输出用光纤40最大 限度允许的光的入射角为θ_max。在该情况下，若从桥式光纤30射出的 光的发散角θ_out在θ_max以下，则能够防止从桥式光纤30射入输出用光 纤40的光从输出用光纤40泄漏。

另外，桥式光纤30的入射面亦即一方的端面36的直径为D_in，光 的射出面亦即另一方的端面37的直径为D_out。在该情况下，发散角θ_in与发散角θ_out的关系如下述(1)式所示。

${\theta }_{out}={\theta }_{in}\times \frac{D_{in}}{D_{out}}\mathrm{...}\left(1\right)$

因此，为了如上述那样使θ_out在θ_max以下，只要使从渐变折射率透 镜50射出并在桥式光纤30扩散的光的发散角θ_in满足下述(2)式即可。

${\theta }_{in}\le {\theta }_{\max }\times \frac{D_{out}}{D_{in}}\mathrm{...}\left(2\right)$

即，即使在从渐变折射率透镜50射出的光不是准直光的情况下， 只要以使从渐变折射率透镜50射入桥式光纤30的光的发散角满足上述 (2)式的方式构成渐变折射率透镜50、桥式光纤30以及输出用光纤 40，则也能够防止光从输出用光纤40泄漏。

接下来，使用图3以及图4来说明光纤合波器1的制造方法。图3 是表示光纤合波器1的制造工序的流程图。图4是表示光纤合波器1的 制造工序的情形的图。

如图3所示，本实施方式的光纤合波器1的制造方法具备准备工序 P1、第一融合工序P2、捆束工序P3、第二融合工序P4以及光纤固定 工序P5而作为主工序。

准备工序P1是准备光纤合波器1的构成要素的工序。具体而言， 分别准备多根输入用光纤20、多个渐变折射率透镜50、桥式光纤30、 以及输出用光纤40。

如图4(A)所示，第一融合工序P2是将各输入用光纤20的一方 的端面27与各渐变折射率透镜50的一方的端面56融合的工序。具体 而言，首先将在输入用光纤20中与渐变折射率透镜50融合的端面27 的附近部分的包覆层23剥离。此外，也可以在准备工序P1中进行该剥 离。接下来，在输入用光纤20的端面27的中心与渐变折射率透镜50 的端面56的中心一致的状态下将上述端面彼此融合。此外，也可以是 输入用光纤20的端面27的中心与渐变折射率透镜50的端面56的中心 不一致的状态，但更优选该中心彼此一致的状态。这里，渐变折射率透 镜可以在准备工序P1中被调整为所希望的长度，也可以在将渐变折射 率透镜以比最终希望的长度长的状态与输入用光纤20融合后切断渐变 折射率透镜来进行长度调整。

如图4(B)所示，捆束工序P3是将各输入用光纤20的一方的端 面27侧的端部的包层22以相互邻接的侧面彼此接触的状态捆扎的工 序。具体而言，例如，在夹具的规定部位分别固定各包层22，通过该夹 具固定，以相互邻接的侧面彼此接触的状态将各包层22捆扎。

如图4(C)所示，第二融合工序P4是将各渐变折射率透镜50的 另一方的端面57、与桥式光纤30的入射面亦即非缩径部33侧的端面 36融合的工序。具体而言，例如，在固定有各包层22的夹具的规定部 位固定桥式光纤30。而且，通过该夹具固定，与输入用光纤20融合的 渐变折射率透镜50的另一方的端面57与桥式光纤30的入射面亦即端 面36成为正对的状态，在该状态下将端面彼此融合。

如图4(D)所示，光纤固定工序P5是设置将以相互邻接的侧面彼 此接触的状态被捆扎的包层22统一进行包覆的总括包覆层25工序。具 体而言，例如，在对以相互邻接的侧面彼此接触的状态被捆扎的包层22 涂覆未固化状态的热固化性树脂后加热，从而使该热固化性树脂固化而 形成为总括包覆层25。此外，在图4(D)中，为了便于理解，剖面中 仅示出了总括包覆层25。

如上所述，在本实施方式的光纤合波器1中，从渐变折射率透镜50 射入桥式光纤30的光的发散角比从输入用光纤20射入直接桥式光纤30 的情况下的发散角小。

因此，在桥式光纤30中，即使在光反复反射并传播从而使发散角 变大的情况下，也能将从桥式光纤30射出的光的发散角抑制得较小。 因此，在该光纤合波器1中，能够减少以超过输出用光纤40的开口数 的角度射入输出用光纤40的光，能够抑制光从输出用光纤40泄漏而导 致的光的损失的情况。

然而，在制造本实施方式的光纤合波器1的情况下，在各输入用光 纤20的一方的端面27分别融合渐变折射率透镜50，该一方的端面27 侧的端部的包层22以使相互邻接的侧面彼此接触的方式被捆扎。

此时，分别与各输入用光纤20的一方的端面融合的渐变折射率透 镜50的外径比该输入用光纤20的芯线的直径大而比包层的外径小，所 以该渐变折射率透镜50成为相互分离的状态。

在该状态下，各渐变折射率透镜50的另一方的端面57与桥式光纤 30的入射面亦即端面36融合。因此，如图4(C)所示，能够使各渐变 折射率透镜50彼此以保持分离而不融合的状态与桥式光纤30的入射面 融合，能够避免发生由于施加于该融合部分的外力使该部分产生断裂的 情况。这样，提供能够提高机械强度的光纤合波器1及其制造方法。

另外，在本实施方式的情况下，具备设置将以相互邻接的侧面彼此 接触的状态被捆扎的包层22统一进行包覆的总括包覆层25的光纤固定 工序P5。

因此，在本实施方式的光纤合波器1中，各输入用光纤20的包层 22以保持被捆扎的状态而被总括包覆层25固定。因此，即使振动、冲 击、弯曲、拉伸等外力施加于光纤合波器1，应力也会大致均衡地施加 于输入用光纤20和上述与输入用光纤20融合的渐变折射率透镜50。因 此，与没有设置总括包覆层25的情况相比，能够进一步提高光纤合波 器1的机械强度。

在本实施方式中，这样的光纤固定工序P5在第二融合工序之后进 行。因此，能够预防在融合时总括包覆层25被加热而导致总括包覆层 25热劣化。

这里，渐变折射率透镜50的外径与光纤合波器1的透过率的关系 如图7所示。在该图7中，输入用光纤20的包层22的外径为125μm， 桥式光纤30的一方的端面36的直径D_in为380μm，另一方的端面37 的直径D_out为50μm，输出用光纤40的芯线41的外径为50μm。如图7 所示，若减小渐变折射率透镜50的外径，则能够确认光纤合波器1的 透过率降低的情形。即，若减小渐变折射率透镜50的外径，则从该渐 变折射率透镜50射出的光的光束尺寸变小，所以发散角θ_in有变大的趋 势。

另一方面，若从减少光的泄漏的观点考虑，射入桥式光纤30的光 的发散角θ_in优选满足上述(2)式。即，渐变折射率透镜50的外径的 下限优选通过上述(2)式来决定。

(2)第二实施方式

接下来，说明本发明的第二实施方式。此外，对与第一实施方式相 同或者等同的构成要素标注同一附图标记，除了特别说明的情况之外省 略重复的说明。

图5是以与图2相同的视点表示第二实施方式的光纤合波器的图。 如图5所示，本实施方式的光纤合波器2与第一实施方式的光纤合波器 1的不同之处是将第一实施方式的渐变折射率透镜50变更为渐变折射 率透镜51以及新设置有多个中间杆60。

渐变折射率透镜51具有与第一实施方式的渐变折射率透镜50不同 的外径。即，第一实施方式的渐变折射率透镜50的外径比输入用光纤 20的芯线21的直径大而比包层22的外径小。与此相对，本实施方式的 渐变折射率透镜51的外径与输入用光纤20的包层22的外径大致相同。 此外，渐变折射率透镜51除了外径以外，其它都与第一实施方式的渐 变折射率透镜50相同。

中间杆60是转接渐变折射率透镜51与桥式光纤30的杆状的玻璃 体。中间杆60的折射率与桥式光纤30大致相同，该中间杆60不具有 折射率分布。另外，中间杆60的外径比输入用光纤20的芯线21的直 径大而比包层22的外径小。

该中间杆60的根数与输入用光纤20以及渐变折射率透镜51的根 数相同。另外，各中间杆60的一方的端面66与渐变折射率透镜50的 另一方的端面57一对一地融合，该中间杆60的另一方的端面67与桥 式光纤30的一方的端面36分别融合。

在制造这样的光纤合波器2的情况下，上述第一实施方式的准备工 序P1、第一融合工序P2以及第二融合工序P4的工序内容有所改变。

即，在第一实施方式的准备工序P1中，作为光纤合波器1的构成 要素，准备多根输入用光纤20、多个渐变折射率透镜50、桥式光纤30 以及输出用光纤40。

与此相对，在本实施方式的准备工序P1中，作为光纤合波器2的 构成要素，准备多根输入用光纤20、多个渐变折射率透镜51、桥式光 纤30、输出用光纤40以及中间杆60。

另一方面，在第一实施方式的第一融合工序P2中，将各输入用光 纤20的端面27与各渐变折射率透镜50的一方的端面56一对一地融合。

与此相对，在本实施方式的第一融合工序P2中，将各输入用光纤 20的端面27与各渐变折射率透镜50的一方的端面56一对一地融合， 以及将该渐变折射率透镜50的另一方的端面57与各中间杆60的一方 的端面66一对一地融合。此外，也可以在准备工序P1中进行将渐变折 射率透镜50与中间杆60融合的工序。

另一方面，在第一实施方式的第二融合工序P4中，将各渐变折射 率透镜50的另一方的端面57与桥式光纤30的入射面亦即非缩径部33 侧的端面36融合。

与此相对，在本实施方式的第二融合工序P4中，将各中间杆60的 另一方的端面67与桥式光纤30的入射面亦即非缩径部33侧的端面36 融合。

这样，与上述第一实施方式相同，能够制造本实施方式的光纤合波 器2。

如上所述，在本实施方式中，与第一实施方式的渐变折射率透镜50 不同，使用与输入用光纤20的包层22的外径大致相同的渐变折射率透 镜51。

然而，在本实施方式中，具有比输入用光纤20的芯线21的直径大 而比包层22的外径小的外径的中间杆60与各渐变折射率透镜51的另 一方的端面57融合。

而且，与上述第一实施方式相同，将各输入用光纤20的一方的端 面27侧的端部的包层22以使相互邻接的侧面彼此接触的方式捆扎，将 经由渐变折射率透镜51而融合于该输入用光纤20的中间杆60的另一 方的端面67与桥式光纤30的入射面亦即端面36融合。

因此，在本实施方式中，与上述第一实施方式相同，能够不使各中 间杆60彼此融合，而将该中间杆60之间保持分离状态地与桥式光纤30 的入射面融合，能够避免发生因为施加于该融合部分的外力而使该部分 产生断裂的情况。

另外，在本实施方式中，与光从输入用光纤20直接射入桥式光纤 30的情况下的发散角相比，从输入用光纤20射出的光以发散角被渐变 折射率透镜50抑制得较小的状态经由中间杆60射入桥式光纤30。因此， 在本实施方式中，与上述第一实施方式相同，能够减小射入输出用光纤 40的光的发散角。因此，能够抑制输出用光纤40中的光的损失。

另外，在本实施方式的光纤合波器2中，各渐变折射率透镜51和 桥式光纤30融合于中间杆60。因此，与将桥式光纤30与渐变折射率透 镜50直接融合的第一实施方式的情况相比，能够抑制因融合热而引起 的渐变折射率透镜51的变形。特别是在渐变折射率透镜51添加了具有 降低软化点的作用的锗等掺杂剂的情况下，导入中间杆60的效果很大。

因此，本实施方式的光纤合波器2能够抑制渐变折射率透镜51的 特性变化，能够向输出用光纤40射入更接近设计值的光。

此外，中间杆60不具有折射率分布，所以即使在由于中间杆60与 桥式光纤30的融合而使中间杆60变形的情况下，该中间杆60对光的 影响也很小。

(3)第三实施方式

接下来，说明使用上述光纤合波器的激光装置。此外，这里说明使 用第一实施方式的光纤合波器1的情况，但也可以代替该光纤合波器1 而使用第二实施方式的光纤合波器2。

图6是表示第三实施方式的激光装置的图。如图6所示，激光装置 100具备多个激光部10、上述光纤合波器1以及光射出用端盖45作为 主要构成。

各激光部10只要是输出激光则没有特别的限定，例如由光纤激光 装置或半导体激光装置构成。在这些激光部10的输出部连接输入用光 纤20，该输入用光纤20的至少一部分作为上述光纤合波器1的输入用 光纤20。

另外，延长光纤合波器1的输出用光纤40，作为激光装置100的 输出用光纤，在其端部融合光射出用端盖45。光射出用端盖45由直径 比输出用光纤40的芯线41大的玻璃杆构成，以与融合有输出用光纤40 侧的端面相反的一侧的端面作为射出面。

在这样的激光装置100中，从各激光部10射出的激光在输入用光 纤20中传播并到达光纤合波器1。在光纤合波器1中，如上述那样，激 光从输入用光纤20射入渐变折射率透镜50，发散角变小。

发散角变小的激光射入桥式光纤30，在该桥式光纤30的锥部34 集中而向输出用光纤40射出。此时，如上述那样，在光纤合波器1中， 输出用光纤40中的光的损失被抑制，所以从各激光部10射出的激光高 效地向输出用光纤40输入。而且，在输出用光纤40中传播的激光射入 光射出用端盖45而直径扩大，并从光射出用端盖45的输出面射出。

根据本实施方式的激光装置100，由于具备上述第一实施方式的 光纤合波器1，所以与不具备该光纤合波器1的情况相比，能够使机械 强度提高。这样，提供能够提高机械强度的激光装置100。

(4)其它实施方式

以上，以第一实施方式至第三实施方式为一个例子进行了说明。然 而本发明并不限定于上述实施方式

例如，在上述实施方式中，光纤固定工序P5在第二融合工序P4 之后进行，但也可以在第一融合工序P2之后进行。在这样的情况下， 由于各输入光纤的相对位置被固定，所以能够减少因该相对位置在融合 作业时偏移所引起的融合强度的恶化或融合损失的产生。

而且，在上述实施方式中，多根输入用光纤20的一方的端面27 侧的端部的包层22以相互邻接的侧面彼此接触的状态被捆扎。然而， 也可以在相互邻接的侧面彼此接触的状态下将包层22整体捆扎。即， 在多根输入用光纤20中，可以将至少一方的端面27侧的端部的包层22 捆扎。

另外，在上述实施方式中，在光纤固定工序P5中设置对多个包 层22进行统一包覆的总括包覆层25，但也可以省略该总括包覆层25。 另外，也可以设置对多个包层22和与这些包层22融合的渐变折射率透 镜50进行统一包覆的包覆层，也可以设置不包覆该包层22而仅统一包 覆渐变折射率透镜50的包覆层。同样，也可以设置对渐变折射率透镜 51和与该渐变折射率透镜51融合的中间杆60进行统一包覆的包覆层， 也可以设置仅统一包覆中间杆60的包覆层。这样的包覆层的杨氏模量 比作为玻璃体的渐变折射率透镜50的杨氏模量低，而且可以与总括包 覆层25的材料相同也可以不同。在设置有上述包覆层的情况下，在弯 曲力作用于输入用光纤20或者输出用光纤40时，在与渐变折射率透镜 50或者中间杆60的融合部分产生的应力减小，其结果是能够减少切断 等。另外，能够保护作为玻璃体的渐变折射率透镜50或者中间杆60而 防止其刮伤。

另外，在上述实施方式中，桥式光纤30不具有芯线-包层构造， 但也可以具有该构造。此外，在应用具有芯线-包层构造的桥式光纤30 的情况下，渐变折射率透镜50的另一方的端面57或者中间杆60的另 一方的端面67与芯线端面融合。

另外，在上述实施方式中，桥式光纤30中传播从玻璃体(各渐变 折射率透镜50或者中间杆60)入射的光的部位的一部分作为锥部34， 但也可以是该部位整体作为锥部。即，可以在桥式光纤30中传播从玻 璃体入射的光的部位的至少一部分形成随着远离该玻璃体而逐渐缩径 的锥部。

另外，在上述实施方式中，应用渐变折射率透镜50或者51作为 发散角减小部件。然而，发散角减小部件只要能使从输入用光纤20入 射的光以比入射时的发散角小的发散角射出即可，而不限于渐变折射率 透镜50或者51。例如，可以使用因光纤受热而使芯线所含的折射率上 升的锗等掺杂剂扩散到包层的TEC光纤(Thermally-diffusedExpanded CoreFiber)等。在该情况下，加热输入用光纤20的端部而成为TEC 光纤，从而能够使输入用光纤20与发散角减小部件成为一体。

另外，在上述实施方式中，渐变折射率透镜50或者中间杆60相 互分离，相邻的渐变折射率透镜50或者中间杆60之间形成空隙。然而， 如上所述，在渐变折射率透镜50或者中间杆60由包覆层包覆的情况下 也可以没有空隙。另外，若相邻的渐变折射率透镜50或者中间杆60没 有被融合固定，则该渐变折射率透镜50或者中间杆60也可以接触。即， 成为非融合状态即可。

另外，在上述第二实施方式中，设置有作为发散角减小部件的渐 变折射率透镜51，但也可以省略该渐变折射率透镜51。此外，在省略 渐变折射率透镜51的情况下，可以不形成桥式光纤30的锥部34。

另外，在上述第三实施方式中，延长光纤合波器1的各输入用光 纤20，来自各激光部10的激光直接射入，但也可以从各激光部10经由 其它光纤向输入用光纤20射入激光。另外，在上述第三实施方式中， 延长光纤合波器1的输出用光纤40，从输出用光纤40直接向光射出用 端盖45传播激光，但也可以经由其它光纤向光射出用端盖传播激光。

本发明在使用激光装置的加工领域、医疗领域等，或者在使用光 纤合波器的各种领域中都有利用的可能性。

附图标记的说明

1、2…光纤合波器；10…激光部；20…输入用光纤；21…芯线； 22…包层；23…包覆层；30…桥式光纤；31…芯线；32…包层；33…非 缩径部；34…锥部；40…输出用光纤；41…芯线；42…包层；43…包覆 层；45…光射出用端盖；50、51…渐变折射率透镜(发散角减小部件)； 60…中间杆；100…激光装置。