阅读说明：本技术 监视装置、激光装置、监视方法以及激光装置的制造方法 (Monitoring device, laser device, monitoring method, and method for manufacturing laser device ) 是由 王宇 柏木正浩 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：实现能够对在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视的监视装置激光装置、监视方法以及激光装置的制造方法。激光装置(1)具备作为多模光纤的激光传输光纤(LDF)、以及作为监视装置的检测器(D)。该检测器(D)构成为：对于在激光传输光纤(LDF)中产生的、多个模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光而言,与属于其他波长带的光相比,优先检测属于包含其中一方或两方的峰值波长的波长带的光。(Provided are a monitoring device laser device, a monitoring method, and a laser device manufacturing method, which are capable of monitoring the power of one or both of a four-wave mixed Stokes light and an anti-Stokes light relating to a plurality of waveguide modes generated in a multimode optical fiber. A laser device (1) is provided with a laser transmission fiber (LDF) as a multimode fiber, and a detector (D) as a monitoring device. The detector (D) is configured to: in a stokes light and an anti-stokes light generated in a laser transmission fiber (LDF) and having four-wave mixing of a plurality of modes, light belonging to a wavelength band including one or both of peak wavelengths is detected with priority over light belonging to other wavelength bands.)

监视装置、激光装置、监视方法以及激光装置的制造方法

技术领域

本发明涉及监视装置以及监视方法。另外，本发明涉及具备监视装置的激光装置及其制造方法。

背景技术

在材料加工的领域中，近年来，广泛使用有光纤激光装置。光纤激光装置是将对纤芯添加有稀土族的光纤(以下，也记载为“放大用光纤”)作为激光介质的激光装置，已知有共振器型的光纤激光装置、MOPA型光纤激光装置等。

在光纤激光装置中，若推进高输出化，则非线性光学效应成为问题。例如，已知作为一种非线性光学效应的受激拉曼散射的散射光成为使激光的振荡不稳定化、或使向放大用光纤供给泵浦光的泵浦光源的可靠性降低的原因。

作为将用于应对这种问题的技术公开的文献，例如可举出专利文献1。专利文献1中公开有光纤激光装置，其对受激拉曼散射的散射光的功率进行检测，并根据检测到的功率对激励光源进行控制。

专利文献1:日本国公开专利公报“特开2015-95641号公报”

本申请的发明人们发现了如下情况：包括多模光纤的光纤激光装置的输出光中，包含有多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光。

对于四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光而言，若它们的功率增大，则与受激拉曼散射的散射光相同地，成为使激光的振荡不稳定化、或使向放大用光纤供给泵浦光的泵浦光源的可靠性降低的原因。因此，为了实现激光的振荡难以不稳定化、或者泵浦光源的可靠性难以降低的光纤激光装置，对四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视变得重要。

发明内容

上述那种问题并不限定于光纤激光装置，通常可在具备对激光进行导波的多模光纤的激光装置中产生。本发明是鉴于上述那种问题而完成的，其目的在于，实现对在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视的监视装置、激光装置、监视方法、或者激光装置的制造方法。

为了解决上述的课题，本发明的一方式所涉及的监视装置具备检测器，对于在对激光进行导波的多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光而言，与属于其他波长带的光相比，上述检测器优先检测属于包含其中一方或两方的峰值波长的波长带的光。

为了解决上述的课题，本发明的一方式所涉及的监视方法包括检测工序，在该工序中，对于在对激光进行导波的多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光而言，与属于其他波长带的光相比，优先检测属于包含其中一方或两方的峰值波长的波长带的光。

为了解决上述的课题，本发明的一方式所涉及的激光装置的制造方法中，上述激光装置具备：多模光纤，其对激光进行导波；以及检测器，与属于其他波长带的光相比，优先检测属于确定的波长带的光，上述激光装置的制造方法包括：确定工序，在该工序中，确定在上述多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长；以及设定工序，在该工序中，以包含在上述确定工序中确定的上述峰值波长的方式设定上述检测器优先检测光的上述确定的波长带。

根据本发明的一方式，能够实现对在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视的监视装置、激光装置、监视方法、或者激光装置的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的激光装置的结构的框图。

图2是表示本发明的第2实施方式所涉及的激光装置的结构的框图。

图3是表示本发明的第3实施方式所涉及的激光装置的结构的框图。

图4是表示本发明的第4实施方式所涉及的激光装置的结构的框图。

图5是表示本发明的第5实施方式所涉及的激光装置的结构的框图。

图6是表示具备多模光纤的光纤激光装置的输出光的光谱的图表。

图7的(a)是关于v参数为6的多模光纤，表示传播常数差的频率偏移依赖性的图表。图7的(b)是关于v参数为8的多模光纤，表示传播常数差的频率偏移依赖性的图表。图7的(c)是关于v参数为10的多模光纤，表示传播常数差的频率偏移依赖性的图表。

具体实施方式

本申请的发明人们发现，包括多模光纤的光纤激光装置的输出光中包含有多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光。

图6是表示光纤激光装置的输出光的光谱的图表。在图6所示的图表中，针对激光的功率为1045W、2020W、3010W、4040W、5020W的各个情况，示出按照峰值功率进行归一化后的输出光的光谱。在图6所示的图表中，在1070nm出现的峰值与该光纤激光装置振荡的激光对应。根据图6所示的图表，能够确认除该激光之外，还存在峰值波长比该激光长的光、以及峰值波长比该激光短的光。另外，根据图6所示的图表，能够确认这些光的功率相对于激光的功率呈指数函数地增加。

本申请的发明人们进行的研究的结果是，得知这些光是在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频，更具体而言，是LP01模与LP11模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光。此外，当LP01模与除LP11模以外的高阶模涉及的四波混频、或者2个高阶模涉及的四波混频在多模光纤中产生时，该四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光将包含于激光装置的输出光中。

此外，图6所示的输出光的光谱是通过光纤激光装置而得到的，上述光纤激光装置实施有用于对受激拉曼散射的散射光进行抑制的各种对策。在未实施这种对策的光纤激光装置中，有时难以确认四波混频的斯托克斯光的存在。这是因为，在未实施这种对策的光纤激光装置中，有时四波混频的斯托克斯光的峰值埋没在受激拉曼散射的散射光的峰值中。本申请的发明人们通过将对受激拉曼散射的散射光进行抑制的技术应用至具备多模光纤的光纤激光装置，首次成功确认四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的存在。

以下，对能够对在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行监视的监视装置、以及具备那种监视装置的激光装置的实施方式进行说明。

〔第1实施方式〕

(激光装置的结构)

参照图1对本发明的第1实施方式所涉及的激光装置1进行说明。图1是表示激光装置1的结构的框图。

激光装置1是对单一波长的激光进行振荡的加工用的光纤激光装置，如图1所示，具备m个泵浦光源PS1～PSm、m个泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、2个光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、激光传输光纤LDF、激光头LH、作为监视装置的检测器D、以及作为控制装置的控制部C。泵浦光源PS1～PSm与泵浦传输光纤PDF1～PDFm相互一一对应。这里，m为2以上的任意的自然数，表示泵浦光源PS1～PSm以及泵浦传输光纤PDF1～PDFm的个数。此外，在图1中，示出m＝6的情况下的激光装置1的结构例子。在本节中，对检测器D以及控制部C以外的各部件的结构进行说明。

泵浦光源PSj(j为1以上m以下的自然数)生成泵浦光。作为泵浦光，例如能够使用峰值波长为975±3nm或者915±3nm的激光。在本实施方式中，将激光二极管用作泵浦光源PS1～PSm。泵浦光源PSj连接于对应的泵浦传输光纤PDFj的输入端。由泵浦光源PSj生成的泵浦光输入至该泵浦传输光纤PDFj。

泵浦传输光纤PDFj对由对应的泵浦光源PSj生成的泵浦光进行导波。泵浦传输光纤PDFj的输出端连接于泵浦组合器PC的输入端口。被泵浦传输光纤PDFj波导后的泵浦光经由该输入端口输入至泵浦组合器PC。

泵浦组合器PC对被泵浦传输光纤PDF1～PDFm分别导波后的泵浦光进行合波。泵浦组合器PC的输出端口经由第1光纤布拉格光栅FBG1连接于放大用光纤AF的输入端。被泵浦组合器PC合波后的泵浦光中的、透过了第1光纤布拉格光栅FBG1的泵浦光输入至放大用光纤AF。

放大用光纤AF使用透过了第1光纤布拉格光栅FBG1的泵浦光，对属于确定的波长带(以下，记载为“放大频带”)的激光进行放大。在本实施方式中，将对纤芯添加有稀土族元素(例如镱、铥、铈、钕、铕、铒等)的双包层光纤用作放大用光纤AF。在该情况下，透过了第1光纤布拉格光栅FBG1的泵浦光用于将该稀土族元素维持在反转分布状态。例如，在添加至纤芯的稀土族元素为镱的情况下，放大用光纤AF的放大频带例如为1000nm以上1100nm以下的波长带。在该情况下，激光装置1振荡的激光的波长设定为1000nm以上1100nm以下。放大用光纤AF的输出端经由第2光纤布拉格光栅FBG2连接于激光传输光纤LDF的输入端。

光纤布拉格光栅FBG1～FBG2对属于放大用光纤AF的放大频带中包含的确定的波长带(以下，记载为“反射频带”)的激光进行反射。第1光纤布拉格光栅FBG1的反射频带中的反射率高于第2光纤布拉格光栅FBG2，并作为反光镜发挥作用。作为该第1光纤布拉格光栅FBG1，例如能够使用如下光纤布拉格光栅：具有中心波长为1070±3nm、半宽度为3.5±0.5nm的反射频带，且该反射频带中的反射率为99％以上。另一方面，第2光纤布拉格光栅FBG2的反射频带中的反射率低于第1光纤布拉格光栅FBG1，并作为半透半反镜发挥作用。作为该第2光纤布拉格光栅FBG2，例如能够使用如下光纤布拉格光栅：具有中心波长为1070±3nm、半宽度为3.5±0.5nm的反射频带，且该反射频带中的反射率为60％。因此，属于光纤布拉格光栅FBG1～FBG2的反射频带的激光被光纤布拉格光栅FBG1～FBG2反复反射，并被放大用光纤AF递归放大。这样，放大用光纤AF与光纤布拉格光栅FBG1～FBG2一起，构成对属于光纤布拉格光栅FBG1～FBG2的反射频带的激光进行振荡的振荡器。被放大用光纤AF递归放大的激光中的、透过了第2光纤布拉格光栅FBG2的激光输入至激光传输光纤LDF。此外，光纤布拉格光栅FBG1～FBG2的反射频带的中心波长除1070±3nm之外，例如可为1030nm、1040nm、1050nm、1060nm、1070nm、1080mm、1087±6nm、1090nm。因此，激光装置1的振荡波长除1070±3nm之外，例如可为1030nm、1040nm、1050nm、1060nm、1070nm、1080mm、1087±6nm、1090nm。

激光传输光纤LDF对透过了第2光纤布拉格光栅FBG2的激光进行导波。激光传输光纤LDF的输出端连接于激光头LH。被激光传输光纤LDF导波后的激光经由该激光头LH照射于加工对象物W。

(多模光纤中的四波混频)

构成激光装置1的放大用光纤AF、光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、以及激光传输光纤LDF可由多模光纤实现。在本实施方式中，将激光传输光纤LDF设为多模光纤。因此，在激光装置1中，在激光传输光纤LDF，通过多个波导模涉及的四波混频，可放大斯托克斯光，生成反斯托克斯光。此外，在由多模光纤实现放大用光纤AF的情况下，在放大用光纤AF中，也可产生多个波导模涉及的四波混频。

这里，多个波导模涉及的四波混频是指如下现象：将被多模光纤导波的激光的基模分量以及高阶模分量作为泵浦光，或者将被多模光纤波导的激光的第1高阶模分量与第2高阶模分量作为泵浦光，放大或生成满足频率匹配条件以及相位匹配条件两方的斯托克斯光以及反斯托克斯光。这里，作为基模，可举出LP01模。另外，作为高阶模，可举出LP11模、LP21模、LP02模、LP31模、LP12模等。

例如，在将被多模光纤波导的激光的LP01模分量以及LP11模分量作为泵浦光，并放大LP11模的斯托克斯光，生成LP01模的反斯托克斯光的情况下，频率匹配条件以及相位匹配条件能够记为如下算式。

频率匹配条件：ω_s+ω_as＝2ω_p,…(1)

相位匹配条件：β’(ω_s)+β(ω_as)＝β(ω_p)+β’(ω_p)-γ(P+P’)。…(2b)

另外，在将被多模光纤波导的激光的LP01模分量以及LP11模分量作为泵浦光，并生成LP01模的斯托克斯光与LP11模的反斯托克斯光的情况下，频率匹配条件以及相位匹配条件能够记为如下算式。

频率匹配条件：ω_s+ω_as＝2ω_p,…(1)

相位匹配条件：β(ω_s)+β’(ω_as)＝β(ω_p)+β’(ω_p)-γ(P+P’)。…(2a)

这里，ω_p为激光的峰值角频率，ω_s为斯托克斯光的峰值角频率，ω_as为反斯托克斯光的峰值角频率。另外，β(ω)为角频率ω的多模光纤相对于LP01模的传播常数，β’(ω)为角频率ω的多模光纤相对于LP11模的传播常数。另外，P为激光的LP01模分量的功率，P’为激光的LP11模分量的功率。另外，γ为非线性系数。

这里，多模光纤相对于LP01模的传播常数β(ω)由以角频率ω为变量的公知的多项式给出，包括多模光纤的色散作为其系数。相同地，多模光纤相对于LP11模的传播常数β’(ω)由以角频率ω为变量的公知的多项式给出，包括多模光纤的色散作为其系数。因此，若改变多模光纤的色散，则传播常数β(ω)、β’(ω)的函数型变化。然后，若传播常数β(ω)、β’(ω)的函数型变化，则满足频率匹配条件以及相位匹配条件两方的峰值角频率ω_s、ω_as、即斯托克斯光以及反斯托克斯光的峰值角频率ω_s、ω_as变化。然后，若斯托克斯光以及反斯托克斯光的峰值角频率ω_s、ω_as变化，则斯托克斯光以及反斯托克斯光的峰值波长变化。因此，在多模光纤中产生的、四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的峰值波长根据该多模光纤的色散来决定。此外，多模光纤的色散通过公知的方法、例如通过对多模光纤的折射率分布进行测量来求出。

此外，这里，对LP01模与LP11模涉及的四波混频进行了说明，但涉及多模光纤中的四波混频的波导模并不限定于LP01模以及LP11模。即，可产生从多模光纤的波导模任意地选择出的2个波导模涉及的四波混频。例如，可如LP11模与LP21模涉及的四波混频那样，产生第1高阶模与第2高阶模涉及的四波混频。跟LP01模与LP11模之间的四波混频相同地给出该情况下的频率匹配条件以及相位匹配条件。

本申请的发明人们关于LP01模与LPmn模(LP01模、LP11模、LP21模、LP02模、LP31模)的组合，对由下述的算式定义的传播常数差Δβ进行了计算。在下述的算式(3)中，β_mn表示LPmn模的传播常数，f0表示四波混频的成为泵浦光的激光的频率。另外，在β_mn之后附加的f＝f0+Δf表示该β_mn为频率f＝f0+Δf中的传播常数，在β_mn之后附加的f＝f0-Δf表示该β_mn为频率f＝f0-Δf中的传播常数，在β_mn之后附加的f＝f0表示β_mn为频率f＝f0中的传播常数。

Δβ＝β_mn|_f＝f0-Δf+β₀₁|_f＝f0+Δf-β₀₁|_f＝f0-β_mn|_f＝f0…(3)

在由上述的算式(3)定义的传播常数差Δβ成为0的Δf存在的情况下，产生频率f为f0-(Δf+Δμ)的LPmn模的斯托克斯光放大、并生成频率f为f0+(Δf+Δμ)的LP01模的反斯托克斯光的四波混频。这里，上述的Δμ表示根据激光的功率发生偏移的频率的值。另外，将上述的算式(3)中出现的Δf称为“频率偏移”。

图7的(a)是关于v参数为6的多模光纤，表示本申请的发明人们计算出的传播常数差Δβ的频率偏移Δf依赖性的图表。图7的(b)是关于v参数为8的多模光纤，表示本申请的发明人们计算出的传播常数差Δβ的频率偏移Δf依赖性的图表。图7的(c)是关于v参数为10的多模光纤，表示本申请的发明人们计算出的传播常数差Δβ的频率偏移Δf依赖性的图表。这里，v参数是将a作为纤芯直径、将n₀作为纤芯的折射率、将n₁作为包层的折射率、将λ₀作为激光的峰值波长，并由下述的算式(4)定义的量。

v＝2πa(n₁ ²-n₀ ²)^1/2/λ₀…(4)

根据图7，确认在v参数为6、8、10的多模光纤中，产生放大LP11模的斯托克斯光、生成LP01模的反斯托克斯光的四波混频。该情况下的频率偏移Δf为5～6THz左右(相当于波长为15～20nm左右)。另外，根据图7，启示在v参数为6、8、10的多模光纤中，也可产生放大更高次的波导模(例如，LP21模、LP02模、LP31模)的斯托克斯光、生成LP01模的反斯托克斯光的四波混频。此时的频率偏移Δf大于8THz。

在激光装置1中，在作为多模光纤的激光传输光纤LDF导波的激光中包含有(a)在被放大用光纤AF放大之后，在激光传输光纤LDF向正向(与激光的出射方向相同的方向)导波的激光、以及(b)在被加工对象物W反射之后，在激光传输光纤LDF向反向(与激光的出射方向相反的方向)导波的激光。将在激光传输光纤LDF向正向导波的激光的2个波导模作为泵浦光的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光(1)在激光传输光纤LDF被向正向导波，(2)被加工对象物W反射，并(3)在激光传输光纤LDF被反向导波之后，经由第2光纤布拉格光栅FBG2入射至放大用光纤AF。另一方面，将在激光传输光纤LDF反向导波的激光的2个波导模作为泵浦光的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光在激光传输光纤LDF被反向导波之后，经由第2光纤布拉格光栅FBG2入射至放大用光纤AF。

经由第2光纤布拉格光栅FBG2入射至放大用光纤AF的斯托克斯光以及反斯托克斯光在其峰值波长或者其峰值波长周边的波长包含于放大用光纤AF的放大频带的情况下，存在在沿放大用光纤AF被导波的过程中放大的情况。因此，存在在放大用光纤AF被反向导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的功率增大的情况。若这种功率大的斯托克斯光以及反斯托克斯光在放大用光纤AF被导波，则激光的振荡可能变得不稳定。另外，若这种功率大的斯托克斯光以及反斯托克斯光被从放大用光纤AF的上游侧出射，并入射至泵浦光源PS1～PSm，则泵浦光源PS1～PSm的可靠性可能降低。

此外，在本说明书中，“多模光纤”是指具有2个以上的波导模的光纤。多模光纤具有的波导模的个数根据多模光纤的设计来决定，例如为10个。具有2个以上10个以下的波导模的所谓少模光纤是多模光纤的一个例子。另外，在本说明书中，“斯托克斯光”在没有特别理由的情况下，是指在多模模式下由多个波导模涉及的四波混频产生的斯托克斯光，“反斯托克斯光”在没有特别理由的情况下，是指在多模模式下由多个波导模涉及的四波混频产生的反斯托克斯光。

(检测器的功能)

本实施方式所涉及的激光装置1具备检测器D作为监视装置，该监视装置用于对在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视。该检测器D构成为：与属于其他波长带的光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。因此，根据具备检测器D的激光装置1、或者具备检测器D的监视装置，能够对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率精确地进行监视。此外，作为监视的对象的斯托克斯光以及反斯托克斯光(1)可以是将被多模光纤波导的激光的基模分量以及高阶模分量作为泵浦光的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光，(2)也可以是将被多模光纤波导的激光的第1高阶模分量以及第2高阶模分量作为泵浦光的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光。此外，在本说明书中，某个光属于某个波长带是(1)指在该光为具有确定的波长的单色光的情况下，至少该波长包含于该波长带，(2)指在该光为具有确定的峰值波长的复色光的情况下，至少该峰值波长包含于该波长带。

本实施方式所涉及的激光装置1具备的检测器D连接于泵浦组合器PC的输入端口，对被从下游侧向上游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测。这里，下游侧是激光装置1中靠近加工对象物W的一侧，上游侧是激光装置1中远离加工对象物W的一侧。由此，能够对入射至泵浦光源PS1～PSm(前方激励光源)之前的斯托克斯光以及反斯托克斯光(被泵浦组合器PC从下游侧向上游侧波导后的斯托克斯光以及反斯托克斯光)的一方或两方的功率进行监视。此外，在泵浦组合器PC的输入端口具有：(1)输入端口，其配置于中央，并与放大用光纤AF的纤芯光学耦合；以及(2)输入端口，其配置于周边，并与放大用光纤AF的包层光学耦合。优选连接有检测器D的输入端口为前者的输入端口。

这里，优选与激光装置1振荡的激光(以下，也仅记载为“激光”)相比，检测器D优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。换言之，优选上述的“属于其他波长带的光”为激光。由此，能够抑制由于检测器检测作为噪声的激光而产生的、斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的检测精度的降低。

另外，优选与由激光引起的受激拉曼散射的散射光(以下，也记载为“受激拉曼散射光”)相比，检测器D优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。换言之，优选上述的“属于其他波长带的光”为受激拉曼散射光。由此，能够抑制由于检测器检测作为噪声的受激拉曼散射光而产生的、斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的检测精度的降低。

另外，优选与在放大用光纤AF中产生的自发辐射光(以下，也仅记载为“自发辐射光”)相比，检测器D优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。换言之，优选上述的“属于其他波长带的光”为自发辐射光。由此，能够抑制由于检测器检测作为噪声的自发辐射光而产生的、斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的检测精度的降低。

此外，检测器D可以构成为：与激光相比且与受激拉曼散射光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光，另外，检测器D也可以构成为：与激光相比且与自发辐射光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。另外，检测器D也可以构成为：与受激拉曼散射光相比且与自发辐射光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。另外，检测器D也可以构成为：与激光相比、与受激拉曼散射光相比、且与自发辐射光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。

此外，在将斯托克斯光作为检测对象的情况下，检测器D优先检测的波长带例如优选为比激光的峰值波长长的波长侧的波长带、即以比激光的峰值波长长40nm的波长为上限的波长带，更优选为以比激光的峰值波长长10nm的波长为下限、以比激光的峰值波长长30nm的波长为上限的波长带。在该情况下，例如，当激光的峰值波长为1070nm时，1080nm以上1110nm以下的波长带或1080nm以上1100nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。

此外，激光装置1的振荡波长除1070nm以外，例如可为1070±3nm、1030nm、1040nm、1050nm、1060nm、1080mm、1087±6nm、1090nm。当激光的峰值波长为1070±3nm时，1080±3nm以上1110±3nm以下的波长带或1080±3nm以上1100±3nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1030nm时，1040nm以上1070nm以下的波长带或1040nm以上1060nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1040nm时，1050nm以上1080nm以下的波长带或1050nm以上1070nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1050nm时，1060nm以上1090nm以下的波长带或1060nm以上1080nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1060nm时，1070nm以上1100nm以下的波长带或1070nm以上1090nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1080nm时，1090nm以上1120nm以下的波长带或1090nm以上1110nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1087±6nm时，1097±6nm以上1127±6nm以下的波长带或1097±6nm以上1117±6nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1090nm时，1100nm以上1130nm以下的波长带或1100nm以上1120nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。

另一方面，在将反斯托克斯光作为检测对象的情况下，检测器D优先检测的波长带例如优选为比激光的峰值波长短的波长侧的波长带，即以比激光的峰值波长短40nm的波长为下限的波长带，更优选为以比激光的峰值波长短30nm的波长为下限、以比激光的峰值波长短10nm的波长为上限。在该情况下，例如，当激光的峰值波长为1070nm时，1030nm以上1060nm以下的波长带或1040nm以上1060nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。

此外，激光装置1的振荡波长除1070nm以外，例如可为1070±3nm、1030nm、1040nm、1050nm、1060nm、1080mm、1087±6nm、1090nm。当激光的峰值波长为1070±3nm时，1030±3nm以上1060±3nm以下的波长带或1040±3nm以上1060±3nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1030nm时，990nm以上1020nm以下的波长带或1000nm以上1020nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1040nm时，1000nm以上1030nm以下的波长带或1010nm以上1030nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1050nm时，1010nm以上1040nm以下的波长带或1020nm以上1040nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1060nm时，1020nm以上1050nm以下的波长带或1030nm以上1050nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1080nm时，1040nm以上1070nm以下的波长带或1050nm以上1070nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1087±6nm时，1047±6nm以上1077±6nm以下的波长带或1057±6nm以上1077±6nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。或者，当激光的峰值波长为1090nm时，1050nm以上1080nm以下的波长带或1060nm以上1080nm以下的波长带成为检测器D优先检测的波长带。

此外，在激光、斯托克斯光、以及反斯托克斯光的峰值波长之间，存在反斯托克斯光的峰值波长＜激光的峰值波长＜斯托克斯光的峰值波长这一关系，在激光以及受激拉曼散射光的峰值波长之间，存在激光的峰值波长＜受激拉曼散射光的峰值波长的关系。因此，若将检测器D构成为(以下，称为第1结构)仅优先检测属于包含反斯托克斯光的峰值波长的波长带、且为比激光的峰值波长短的波长侧的波长带的光，则能够精确地检测反斯托克斯光的功率(能够抑制激光、受激拉曼散射光、斯托克斯光的检测)。另外，当在斯托克斯光以及受激拉曼散射光的峰值波长之间，存在斯托克斯光的峰值波长＜受激拉曼散射光的峰值波长这一关系的情况下，若将检测器D构成为(以下，称为第2结构)仅优先检测属于包含斯托克斯光的峰值波长的波长带、且为比激光的峰值波长长的波长侧、并且比受激拉曼散射光的峰值波长短的波长侧的波长带的光，则能够精确地检测斯托克斯光的功率(能够抑制激光、受激拉曼散射光、反斯托克斯光的检测)。另一方面，当在斯托克斯光以及受激拉曼散射光的峰值波长之间，存在斯托克斯光的峰值波长＞受激拉曼散射光的峰值波长这一关系的情况下，若将检测器D构成为仅优先检测属于包含斯托克斯光的峰值波长的波长带、且为比受激拉曼散射光的峰值波长长的波长侧的波长带的光，则能够精确地检测斯托克斯光的功率(能够抑制激光、受激拉曼散射光、反斯托克斯光的检测)。

这里，在斯托克斯光的峰值波长包含于受激拉曼散射的放大频带的情况下，存在斯托克斯光的峰值功率高于反斯托克斯光的峰值功率的情况。在这种情况下，与采用第1结构仅对反斯托克斯光的功率进行检测相比，采用第2结构仅对斯托克斯光的功率进行检测能够增高S/N比。另外，能够更容易地检测四波混频的现象。另一方面，在斯托克斯光的峰值不包含于受激拉曼散射的放大频带的情况下，存在反斯托克斯光的峰值功率高于斯托克斯光的峰值功率的情况下。在这种情况下，与采用前段的后半的结构仅对斯托克斯光的功率进行检测相比，采用前段的前半的结构仅对反斯托克斯光的功率进行检测能够增高S/N比。另外，能够更容易地检测四波混频的现象。

另外，优选检测器D优先检测的波长带为包含斯托克斯光的峰值波长的第1波长带以及包含反斯托克斯光的峰值波长的第2波长带这两方，且第2波长带不与第1波长带重复。在该情况下，能够检测斯托克斯光以及反斯托克斯光这两方的功率。

另外，优选检测器D构成为：优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光、即功率高于自发辐射光的光。由此，能够抑制由于检测器检测作为噪声的自发辐射光而产生的、斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的检测精度的降低。

另外，对斯托克斯光以及反斯托克斯光的峰值波长进行决定的相位匹配条件中包含有取决于激光的功率的事项。因此，斯托克斯光以及反斯托克斯光的峰值波长根据激光的功率进行变化。因此，检测器D优先检测的波长带优选以包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的方式，根据激光的功率进行变更。由此，即使在斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长根据激光的功率的变动而进行了变动的情况下，也能够更精确地对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行测定。

此外，如以上那样的检测器D能够通过将光转换为电流或者电压的光电转换器(例如，光电二极管)、或者将光转换为热的光热转换器与将热转换为电流或者电压的热检测器的组合来实现。作为使用这些部件对属于确定的波长带的光优先检测的方法，可举出：使用其波长带中的灵敏度高于其他波长带中的灵敏度的光电转换器或者光热转换器的方法、将使属于其波长带的光优先透过的波长滤光器设置在光电转换器或者光热转换器的前段的方法等。另外，通过在光电转换器或者光热转换器的前段设置棱镜，并且在被该棱镜分光的光中属于确定的波长带的光所入射的位置配置光电转换器或者光热转换器，也能够对属于该波长带的光进行优先检测。或者，通过在光电转换器的后阶段设置增大确定的波长带的灵敏度的转换量、并且减小其他波长带的灵敏度的转换量的转换部(例如，微计算机)，也能够对属于该波长带的光进行优先检测。另外，在入射至光电转换器或者光热转换器的光的功率较高、且可能在光电转换器或者光热转换器产生不良情况的情况下，也可以设置在光电转换器或者光热转换器的前阶段使光的功率衰减的结构。

另外，激光装置1也可以具备对受激拉曼散射光进行抑制的抑制部(未图示)。虽然抑制部对受激拉曼散射光进行抑制的程度并不被特别限定，但优选为受激拉曼散射光的功率相对于激光的功率被抑制为不足-30dB，或者受激拉曼散射光的峰值功率被抑制为不足四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值功率。由此，在输出光的光谱中，四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值难以埋没在受激拉曼散射光的峰值，其结果是，能够抑制伴随受激拉曼散射光入射至检测器D的S/N比的降低。另外，由此，能够更容易地检测四波混频的现象。作为对受激拉曼散射光进行抑制的方法，可考虑对受激拉曼散射光的产生进行抑制的方法、以及使产生的受激拉曼散射光损耗的方法。作为对受激拉曼散射光的产生进行抑制的具体方法，可举出增大纤芯的有效截面积A_eff的方法、将纤芯Δ(纤芯与包层的相对折射率差)缩小的方法等。在该情况下，使用这些方法抑制了受激拉曼散射光产生的光纤作为上述的抑制部发挥作用。另外，作为使产生的受激拉曼散射光损耗的方法，可举出使用斜光纤布拉格光栅或者光子带隙光纤将受激拉曼散射光耦合至辐射模的方法、使用光纤布拉格光栅对受激拉曼散射光进行反射的方法等。在该情况下，用于实现这些方法的斜光纤布拉格光栅、光子带隙光纤、光纤布拉格光栅等作为上述的抑制部发挥作用。另外，在将斜光纤布拉格光栅或者光子带隙光纤用作抑制部的情况下，例如也可以为激光传输光纤LDF具有抑制部的结构。

此外，根据图6中示出的图表，在被激光装置1振荡的激光的功率为3kW以上的情况下、或者在从激光装置1输出的输出光(包括斯托克斯光以及反斯托克斯光)的功率为4kW以上的情况下，产生对输出光的光谱形状造成影响的斯托克斯光以及反斯托克斯光。因此，在被激光装置1振荡的激光的功率为3kW以上的情况下、或者在从激光装置1输出的输出光的功率为4kW以上的情况下，检测器D特别有效地发挥作用。

(控制部的功能)

本实施方式所涉及的激光装置1具备控制部C作为控制装置，该控制装置用于对本装置(激光装置1)进行控制。该控制部C构成为：基于被检测器D检测到的光(斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方)的功率对激光装置1进行控制。因此，根据控制部C，能够根据斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率对激光装置1进行控制。以下，以根据斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率控制向泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流进行控制的情况为例，对控制部C的功能进行说明。

控制部C具备存储部C1、运算部C2、以及光源控制部C3。存储部C1是用于对由激光装置1的使用者或者制造者预先设定的阈值Pth进行存储的结构。运算部C2是用于对被检测器D检测到的光的功率P、以及存储于存储部的阈值Pth进行比较的结构。光源控制部C3是用于基于由运算部C2得到的比较结果，对供给于泵浦光源PS1～PSm的驱动电流进行控制的结构。

例如，当由运算部C2得到的比较结果为P＞Pth时，光源控制部C3进行停止向泵浦光源PS1～PSm供给驱动电流的控制。以下，将光源控制部C3进行的该控制称为第1控制。由此，(1)停止向放大用光纤AF供给泵浦光，(2)其结果是，放大用光纤AF中的激光不再放大，(3)其结果是，不再向作为多模光纤的激光传输光纤LDF供给激光，(4)其结果是，不再放大或者生成在激光传输光纤LDF中产生的、将激光的2个波导模作为泵浦光的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光。因此，能够减少斯托克斯光以及反斯托克斯光使激光的振荡不稳定化的可能性、或者使泵浦光源PS1～PSm的可靠性降低的可能性。

或者，当由运算部C2得到的比较结果为P＞Pth时，光源控制部C3进行减少向泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流的控制。以下，将光源控制部C3进行的该控制称为第2控制。由此，(1)供给于放大用光纤AF的泵浦光的功率降低，(2)其结果是，抑制放大用光纤AF中的激光的放大，(3)其结果是，向作为多模光纤的激光传输光纤LDF供给的激光的功率降低，(4)其结果是，在激光传输光纤LDF中产生的、将激光的2个波导模作为泵浦光的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的功率减少。因此，能够减少斯托克斯光以及反斯托克斯光使激光的振荡不稳定化的可能性、或者使泵浦光源PS1～PSm的可靠性降低的可能性。

此外，优选控制部C在进行了上述的第1控制或者第2控制之后，当由检测器D检测到的光的功率P低于预先决定的阈值Pth时，进行以下示出的第3控制。即，优选控制部C在由检测器D检测到的光的功率P低于预先决定的阈值Pth’(Pth’＜Pth)时，进行重新开始向泵浦光源PS1～PSm供给驱动电流的控制。或者，优选控制部C在由检测器D检测到的光的功率P低于预先决定的阈值Pth’(Pth’＜Pth)时，进行使供给于泵浦光源PS1～PSm的驱动电流增加的控制。由此，在进行了使供给于泵浦光源PS1～PSm的驱动电流停止或者减少的控制之后，能够及时地使激光装置1恢复至原状态。

另外，优选控制部C在由检测器D检测到的光的功率P超过预先决定的阈值Pth时，代替进行上述的第1控制或第2控制，转而进行以下所示的第4控制，或者在进行上述的第1控制或第2控制的同时，进行上述的第1控制或第2控制。即，优选控制部C在由检测器D检测到的光的功率P超过预先决定的阈值Pth时，进行以增大入射至加工对象物W的激光的入射角的方式使激光头LH的方向变化的控制。若入射至加工对象物W的激光的入射角增大，则被加工对象物W反射的激光难以再次入射至激光传输光纤LDF。由此，与进行使供给于泵浦光源PS1～PSm的驱动电流停止或者减少的控制的情况相同地，能够减少斯托克斯光以及反斯托克斯光使激光的振荡不稳定化的可能性，或者使泵浦光源PS1～PSm的可靠性降低的可能性。

另外，优选控制部C在由检测器D检测到的光的功率P超过预先决定的阈值Pth时，代替进行上述的第1控制或第2控制，转而进行以下所示的第5控制，或者在进行上述的第1控制或第2控制的同时，进行以下所示的第5控制。即，优选控制部C在由检测器D检测到的光的功率P超过预先决定的阈值Pth时，进行向使用者通知斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率过大的控制。作为这种控制的例子，例如可举出控制扬声器而以报警音通知使用者的控制、控制灯而以报警光通知使用者的控制、或者控制显示器而以报警画面通知使用者的控制等。由此，使用者例如能够手动停止激光装置1，或以入射至加工对象物W的激光的入射角增大的方式手动变更加工对象物W的方向。因此，能够减少斯托克斯光以及反斯托克斯光使激光的振荡不稳定化的可能性、或者使泵浦光源PS1～PSm的可靠性降低的可能性。

或者，优选控制部C代替在由检测器D检测到的光的功率P超过预先决定的阈值Pth时进行上述的第2控制，转而在由检测器D检测到的光的功率P与正常值P0的差P-P0超过预先决定的阈值Pth”时进行上述的第2控制。优选在当差P-P0超过预先决定的阈值Pth”时控制部C进行上述的第2控制的情况下，控制部C以使差P-P0接近零的方式进行第2控制。在该情况下，将当激光正常且垂直地照射于加工对象物W时检测器D检测到的光的功率作为上述的正常值P0存储至存储部C1。由此，能够以与加工中的加工对象物W相应的条件进行上述的控制。

另外，优选控制部C构成为：将比激光的功率低40dB的功率作为阈值，将由检测器D检测到的光中的、具有大于该阈值的功率的光视为斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方。由此，在自发辐射光的功率小于该阈值、且四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的功率大于该阈值的情况下，能够抑制由于检测器D检测作为噪声的自发辐射光而产生的、斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的检测精度的降低。此外，根据图6所示的图表，可确认实际上，四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的功率大于该阈值(比激光的功率低40dB的功率)。

另外，优选在检测器D构成为对斯托克斯光以及反斯托克斯光这两方的功率进行检测的情况下，控制部C构成为对检测器D检测到的斯托克斯光的峰值功率与检测器D检测到的反斯托克斯光的峰值功率进行比较，并基于较大一方的光的峰值功率对激光装置1进行控制。由此，能够基于斯托克斯光的功率与反斯托克斯光的功率中的、以更高的S/N比检测的一方的功率，对激光装置1进行控制。其结果是，能够提高与斯托克斯光或者反斯托克斯光的功率相应的控制的精度。

〔第2实施方式〕

参照图2对本发明的第2实施方式所涉及的激光装置2进行说明。图2是表示激光装置2的结构的框图。

激光装置2是对单一波长的激光进行振荡的加工用的光纤激光装置，如图2所示，具备m个泵浦光源PS1～PSm、m个泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、2个光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、激光传输光纤LDF、激光头LH、作为监视装置的检测器D’、以及作为控制装置的控制部C。

本实施方式所涉及的激光装置2具备的泵浦光源PS1～PSm、泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、激光传输光纤LDF、激光头LH、以及控制部C的功能和配置分别与第1实施方式所涉及的激光装置1具备的泵浦光源PS1～PSm、泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、激光传输光纤LDF、激光头LH、以及控制部C的功能和配置相同。因此，省略针对这些结构的说明。

本实施方式所涉及的激光装置2具备的检测器D’构成为与第1实施方式所涉及的激光装置1具备的检测器D相同。但是，本实施方式所涉及的激光装置2具备的检测器D’连接于***至激光传输光纤LDF的光学分支部B，对被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行检测。这里，下游侧是激光装置2中靠近加工对象物W的一侧，上游侧是激光装置2中远离加工对象物W的一侧。由此，根据具备检测器D’的激光装置2、或者具备检测器D’的监视装置，能够对激光并且对从激光装置2输出之前的斯托克斯光以及反斯托克斯光(被激光传输光纤LDF从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光)的一方或两方的功率进行监视。另外，检测器D’能够提早检测激光传输光纤LDF中的、在从第2光纤布拉格光栅FBG2至光学分支部B为止的部分产生了四波混频。另外，控制部C能够提早开始以在该部分产生的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方为基础的控制。因此，容易对向斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的泵浦光源PS1～PSm的入射进行抑制，其结果是，泵浦光源PS1～PSm的可靠性提高。此外，激光传输光纤LDF中的、从第2光纤布拉格光栅FBG2至光学分支部B为止的部分是存在四波混频产生的概率比较高的情况的部分。

此外，用于对在放大用光纤AF中被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行检测的检测器D’的配置并不限定于图2中示出的配置。例如，即使通过配置为对从激光传输光纤LDF的侧面漏出的瑞利散射光进行检测的检测器D’，也能够对在放大用光纤AF中被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行检测。在以对从激光传输光纤LDF的侧面漏出的瑞利散射光进行检测的方式配置有检测器D’的情况下，不需要图2所示的光学分支部B。因此，不产生在光学分支部B产生的激光的损耗，因而能够实现激光的进一步的高输出化，且能够提高激光装置2的安全性。

〔第3实施方式〕

参照图3对本发明的第3实施方式所涉及的激光装置3进行说明。图3是表示激光装置3的结构的框图。

激光装置3是对单一波长的激光进行振荡的加工用的光纤激光装置，如图3所示，具备m个泵浦光源PS1～PSm、m个泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、2个光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、k个激励光源PS’1～PS’k、k个泵浦传输光纤PDF’1～PDF’k、泵浦组合器PC’、放大用光纤AF’、激光传输光纤LDF、激光头LH、作为监视装置的检测器D、以及作为控制装置的控制部C。

本实施方式所涉及的激光装置3具备的泵浦光源PS1～PSm、泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、激光传输光纤LDF、激光头LH、检测器D、以及控制部C分别构成为与第1实施方式所涉及的激光装置1具备的泵浦光源PS1～PSm、泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、光纤布拉格光栅FBG1～FBG2、激光传输光纤LDF、激光头LH、检测器D、以及控制部C相同。

以下，对在第2光纤布拉格光栅FBG2与激光传输光纤LDF之间增加的泵浦光源PS’1～PS’k、泵浦传输光纤PDF’1～PDF’k、泵浦组合器PC’、以及放大用光纤AF’进行说明。此外，泵浦光源PS’1～PS’k与泵浦传输光纤PDF’1～PDF’k相互一一对应。这里，k为2以上的任意的自然数，表示泵浦光源PS’1～PS’k以及泵浦传输光纤PDF’1～PDF’k的个数。此外，在图3中，示出k＝6的情况下的激光装置3的结构例子。

泵浦光源PS’j(j为1以上k以下的自然数)生成泵浦光。作为泵浦光，例如能够使用峰值波长为975±3nm或者915±3nm的激光。在本实施方式中，将激光二极管用作泵浦光源PS’1～PS’k。泵浦光源PS’j连接于对应的泵浦传输光纤PDF’j的输入端。由泵浦光源PS’j生成的泵浦光输入至该泵浦传输光纤PDF’i。

泵浦传输光纤PDF’j对由对应的泵浦光源PS’j生成的泵浦光进行导波。泵浦传输光纤PDF’j的输出端连接于泵浦组合器PC’的输入端口。被泵浦传输光纤PDF’j导波的泵浦光经由该输入端口输入至泵浦组合器PC’。

泵浦组合器PC’对在泵浦传输光纤PDF’1～PDF’k分别被导波的泵浦光进行合波。泵浦组合器PC’的输出端口连接于放大用光纤AF’的输入端。被泵浦组合器PC’合波的泵浦光输入至放大用光纤AF’。

放大用光纤AF’使用被泵浦组合器PC’合波后的泵浦光，对属于确定的波长带(以下，记载为“放大频带”)的激光进行放大。在本实施方式中，将对纤芯添加有稀土族元素(例如镱、铥、铈、钕、铕、铒等)的双包层光纤用作放大用光纤AF。在该情况下，被泵浦组合器PC’合波后的泵浦光用于将该稀土族元素形成为反转分布状态。例如，在添加至纤芯的稀土族元素为镱的情况下，放大用光纤AF’的放大频带例如为1000nm以上1100nm以下的波长带。这里，权利要求书中的激光的峰值波长例如在存在于MO部的内部的多模光纤中，与后述的从MO部出射的激光的峰值波长一致或者大致一致。或者，当在MO部的下游侧包括波长转换元件时，在相对于该波长转换元件为上游侧的多模光纤中，权利要求书中的激光的峰值波长与从MO部出射的激光的峰值波长一致或者大致一致，在相对于该波长转换元件为下游侧的多模光纤中，权利要求书中的激光的峰值波长与从MO部出射的激光被该波长转换元件转换后的激光的峰值波长一致或者大致一致。当在MO部的下游侧不包括波长转换元件时，在MO部的下游侧的多模光纤中，权利要求书中的激光的峰值波长与从MO部出射的激光的峰值波长一致或者大致一致。

如以上那样构成的激光装置3作为MOPA型的光纤激光发挥作用，MOPA型的光纤激光将泵浦光源PS1～PSm、泵浦传输光纤PDF1～PDFm、泵浦组合器PC、放大用光纤AF、以及光纤布拉格光栅FBG1～FBG2作为MO(Master Oscillator：主振荡器)部，将泵浦光源PS’1～PS’k、泵浦传输光纤PDF’1～PDF’k、泵浦组合器PC’、以及放大用光纤AF’作为PA(PowerAmplifier：功率放大器)部。在激光传输光纤LDF被导波、并经由激光头LH照射于加工对象物W的激光的峰值波长例如当在MO部的下游侧不包括波长转换元件时，与MO部的振荡波长一致或者大致一致。或者，当在MO部的下游侧包括波长转换元件时，与从MO部出射的激光被该波长转换元件转换后的激光的峰值波长一致或者大致一致。

在本实施方式所涉及的激光装置3中，被放大用光纤AF’放大的激光在作为多模光纤的激光传输光纤LDF中被导波。另外，在本实施方式所涉及的激光装置3中，被加工对象物W反射的激光在作为多模光纤的激光传输光纤LDF中被导波。此时，在激光传输光纤LDF中，通过多个波导模涉及的四波混频，放大斯托克斯光，并且生成反斯托克斯光。此外，放大用光纤AF’也可为多模光纤。在该情况下，在放大用光纤AF’中，也可通过多个波导模涉及的四波混频，放大斯托克斯光，并且生成反斯托克斯光。

本实施方式所涉及的激光装置3具备的检测器D与第1实施方式所涉及的激光装置1具备的检测器D相同，构成为：与属于其他波长带的光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的波长带的光。因此，根据具备检测器D的激光装置3、或者具备检测器D的监视装置，能够对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率精确地进行监视。

另外，本实施方式所涉及的激光装置3具备的检测器D与第1实施方式所涉及的激光装置1具备的检测器D相同，构成为：连接于泵浦组合器PC的输入端口，对在放大用光纤AF中被从下游侧向上游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测。因此，根据具备检测器D的激光装置3、或者具备检测器D的监视装置，能够对入射至泵浦光源PS1～PSm的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视。

此外，第1实施方式中说明的优选的结构也能够应用于本实施方式所涉及的激光装置3。在将第1实施方式中说明的优选的结构应用于本实施方式所涉及的激光装置3的情况下，也可在本实施方式所涉及的激光装置3中得到与第1实施方式中说明的该优选的结构对应的效果。

在本实施方式中，对控制部C控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流的结构进行了说明，但并不限定于此。即，控制部C也可以构成为：代替控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流，转而控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流，或者在控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流的同时，控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流。

〔第4实施方式〕

参照图4对本发明的第4实施方式所涉及的激光装置4进行说明。图4是表示激光装置4的结构的框图。

本实施方式所涉及的激光装置4对第3实施方式所涉及的激光装置3在以下方面进行了变更。

变更点1：将第3实施方式所涉及的激光装置3具备的、连接于泵浦组合器PC的输入端口的、对被从下游侧向上游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测的检测器D替换为连接于***至激光传输光纤LDF的光学分支部B的、对被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测的检测器D”。

变更点2：将第3实施方式所涉及的激光装置3具备的、对向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流进行控制的控制部C替换为对向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流进行控制的控制部C’。但是，在本实施方式所涉及的激光装置4中，控制部C’参照检测器D”检测到的光的功率进行的、相对于PA部的泵浦光源PS’1～PS’k的驱动电流的控制的内容与在第3实施方式所涉及的激光装置3中，控制部C参照检测器D检测到的光的功率进行的、相对于MO部的泵浦光源PS1～PSm的驱动电流的控制的内容相同。

本实施方式所涉及的激光装置4具备的检测器D”与第3实施方式所涉及的激光装置3具备的检测器D相同，构成为：与属于其他波长带的光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的波长带的光。因此，根据具备检测器D”的激光装置4、或者具备检测器D”的监视装置，能够对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率精确地进行监视。

另外，本实施方式所涉及的激光装置4具备的检测器D”与第3实施方式所涉及的激光装置3具备的检测器D不同，构成为：连接于***至激光传输光纤LDF的光学分支部B，对被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测。因此，根据本实施方式所涉及的激光装置4，能够对激光并且对从激光装置4输出之前的斯托克斯光以及反斯托克斯光(被激光传输光纤LDF从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光)的一方或两方的功率进行监视。另外，能够提早检测激光传输光纤LDF中的、在从放大用光纤AF的下游侧的端部至光学分支部B为止的部分产生了四波混频。另外，控制部C’能够提早开始以斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方为基础的控制。

此外，第1实施方式中说明的优选的结构也能够应用于本实施方式所涉及的激光装置4。在将第1实施方式中说明的优选的结构应用于本实施方式所涉及的激光装置4的情况下，也可在本实施方式所涉及的激光装置4中得到与第1实施方式中说明的该优选的结构对应的效果。

在本实施方式中，对控制部C’控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流的结构进行了说明，但并不限定于此。即，控制部C’也可以构成为：代替控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流，转而控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流，或者在控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流的同时，控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流。

此外，用于对被放大用光纤AF’从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行检测的检测器D”的配置并不限定于图4中示出的配置。例如，如第2实施方式中说明的那样，即使通过配置为对从激光传输光纤LDF的侧面漏出的瑞利散射光进行检测的检测器D”，也能够对被放大用光纤AF’从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行检测。在以对从激光传输光纤LDF的侧面漏出的瑞利散射光进行检测的方式配置有检测器D”的情况下，不需要图4所示的光学分支部B。因此，不产生在光学分支部B产生的激光的损耗，因而能够实现激光的进一步的高输出化，且能够提高激光装置4的安全性。

〔第5实施方式〕

参照图5对本发明的第5实施方式所涉及的激光装置5进行说明。图5是表示激光装置5的结构的框图。

本实施方式所涉及的激光装置5对第3实施方式所涉及的激光装置3在以下方面进行了变更。

变更点1：将第3实施方式所涉及的激光装置3具备的、连接于泵浦组合器PC的输入端口的、对被从下游侧向上游侧波导的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测的检测器D替换为连接于***至第2光纤布拉格光栅FBG2与泵浦组合器PC’之间的光学分支部B的、对被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光进行检测的检测器D”’。

变更点2：将第3实施方式所涉及的激光装置3具备的、对向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流进行控制的控制部C替换为对向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流进行控制的控制部C’。但是，在本实施方式所涉及的激光装置5中，控制部C’参照检测器D”’检测到的光的功率进行的、相对于PA部的泵浦光源PS’1～PS’k的驱动电流的控制的内容与在第3实施方式所涉及的激光装置3中，控制部C参照检测器D检测到的光的功率进行的、相对于MO部的泵浦光源PS1～PSm的驱动电流的控制的内容相同。

本实施方式所涉及的激光装置5具备的检测器D”’与第3实施方式所涉及的激光装置3具备的检测器D相同，构成为：与属于其他波长带的光相比，优先检测属于包含斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的波长带的光。因此，根据具备检测器D”’的激光装置5、或者具备检测器D”’的监视装置，能够对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率精确地进行监视。

另外，本实施方式所涉及的激光装置5具备的检测器D”’与第3实施方式所涉及的激光装置3具备的检测器D不同，构成为：连接于***至第2光纤布拉格光栅FBG2与泵浦组合器PC’之间的光学分支部B，对被从上游侧向下游侧导波的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方进行检测。因此，根据本实施方式所涉及的激光装置5，能够对输入至PA部之前的斯托克斯光以及反斯托克斯光(从MO部输出后的斯托克斯光以及反斯托克斯光)的一方或两方的功率进行监视。另外，在从第2光纤布拉格光栅FBG2至光学分支部B为止的光纤中产生了四波混频的情况下，能够提早检测该情况。另外，控制部C’能够提早开始以在该光纤中产生的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方为基础的控制。

此外，第1实施方式中说明的优选的结构也能够应用于本实施方式所涉及的激光装置5。在将第1实施方式中说明的优选的结构应用于本实施方式所涉及的激光装置5的情况下，也可在本实施方式所涉及的激光装置5中得到与第1实施方式中说明的该优选的结构对应的效果。

在本实施方式中，对控制部C’控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流的结构进行了说明，但并不限定于此。即，控制部C’也可以构成为：代替控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流，转而控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流，或者在控制向PA部的泵浦光源PS’1～PS’k供给的驱动电流的同时，控制向MO部的泵浦光源PS1～PSm供给的驱动电流。

〔与第4实施方式以及第5实施方式相关的附注事项〕

在第4实施方式以及第5实施方式中，对使用共振器型的光纤激光装置作为MO部的结构进行了说明，但并不限定于此。即，也可以具备共振器型的光纤激光以外的种光源作为MO部。作为构成MO部的种光源，例如能够使用激光的峰值波长包含于1000nm以上1100nm以下的波长带的激光二极管。代替激光二极管而使用激光二极管以外的半导体激光装置、固体激光装置、半导体激光装置、液体激光装置、或者气体激光装置也没关系。

另外，在第4实施方式以及第5实施方式中，对MO部与PA部直接连结的MOPA型的光纤激光进行了说明，但并不限定于此。即，在MO部与PA部之间还具备前置放大器部也没关系。在该前置放大器部，例如能够使用对纤芯添加有稀土族元素的光纤(即，放大用光纤)。若使用这种前置放大器部，则能够更加增大从激光头LH输出的激光的功率。另外，在MO部与PA部之间还具备声光元件(AOM：Acoustic Optic Modulation)也没关系。声光元件能够通过从外部利用电流进行控制，切换透过种光(MO部的输出光)的ON(开启)状态、以及反射种光的OFF(关闭)状态。若使用这种声光元件，则能够自如地控制从激光头LH输出的激光的脉冲波形。

〔其他实施方式〕

在第1以及第2实施方式中，对共振器型的光纤激光装置进行了说明，在第3、第4、以及第5实施方式中，对MOPA型的光纤激光装置进行了说明。然而，本发明的应用范围并不限定于这些形式的光纤激光装置。即，本发明能够应用于任意的形式的光纤激光装置。

并且，本发明的应用范围并不限定于光纤激光装置。即，具备任意的激光源、以及对从该激光源输出的激光进行导波的多模光纤的激光装置包含于本发明的应用范围。这里，激光源可为固体激光装置、半导体激光装置、液体激光装置、或者气体激光装置。例如，具备YAG激光(固体激光装置的一个例子)、以及对从该YAG激光输出的激光进行导波的多模光纤的激光装置是本发明的应用范围所包含的激光装置的一个例子。在这种激光装置中，可在多模光纤中产生多个波导模涉及的四波混频。因此，对四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率进行监视在这种激光装置中也有效。

此外，这种激光装置执行一种监视方法，该监视方法包括检测工序，在该工序中，与属于其他波长带的光相比，优先检测在对激光进行导波的多模光纤中产生的、属于包含多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光。根据这种监视方法，不论执行主体是否是这种激光装置，都能够对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率精确地进行监视。另外，这种激光装置能够由包括如下工序的制造方法进行制造：(1)确定工序，在该工序中，对在多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长进行确定；以及(2)设定工序，在该工序中，将检测器所优先检测光的波长带设定为包含被上述确定工序确定出的上述峰值波长。根据这种制造方法，能够制造可对斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的功率精确地进行监视的激光装置。

〔总结〕

本发明的一方式所涉及的监视装置具备检测器(D、D’、D”、D”’)，对于在对激光进行导波的多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光而言，与属于其他波长带的光相比，上述检测器优先检测属于包含其中一方或两方的峰值波长的波长带的光。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述四波混频是在上述多模光纤中被导波的上述激光的基模分量以及高阶模分量涉及的四波混频，其中，该基模分量以及高阶模分量作为泵浦光，上述斯托克斯光的峰值角频率ω_s以及上述反斯托克斯光的峰值角频率ω_as满足表示频率匹配条件的下述算式(1)、以及表示相位匹配条件的下述算式(2a)或者(2b)。

ω_s+ω_as＝2ω_p…(1)

β(ω_s)+β’(ω_as)＝β’(ω_p)+β(ω_p)-γ(P+P’)…(2a)

β’(ω_s)+β(ω_as)＝β’(ω_p)+β(ω_p)-γ(P+P’)…(2b)

这里，β(ω)表示在角频率ω的情况下上述多模光纤的相对于基模的传播常数，β’(ω)表示在角频率ω的情况下上述多模光纤的相对于高阶模的传播常数，ω_p表示上述激光的峰值角频率，P表示上述激光的基模分量的功率，P’表示上述激光的高阶模分量的功率，γ表示非线性系数。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述高阶模分量为LP11模。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述四波混频是在上述多模光纤被导波的上述激光的第1高阶模分量以及第2高阶模分量作为泵浦光涉及的四波混频，上述斯托克斯光的峰值角频率ω_s以及上述反斯托克斯光的峰值角频率ω_as满足表示频率匹配条件的下述算式(1)、以及表示相位匹配条件的下述算式(2a’)或者(2b’)。

ω_s+ω_as＝2ω_p…(1)

β’(ω_s)+β”(ω_as)＝β”(ω_p)+β’(ω_p)-γ(P’+P”)…(2a’)

β”(ω_s)+β’(ω_as)＝β”(ω_p)+β’(ω_p)-γ(P’+P”)…(2b’)

这里，β’(ω)表示角频率ω的上述多模光纤相对于第1高阶模的传播常数，β”(ω)表示角频率ω的上述多模光纤相对于第2高阶模的传播常数，ω_p表示上述激光的峰值角频率，P’表示上述激光的第1高阶模分量的功率，P”表示上述激光的第2高阶模分量的功率，γ表示非线性系数。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述第1高阶模分量或者上述第2高阶模分量为LP11模。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，属于上述其他波长带的光为上述激光。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述检测器(D、D’、D”、D”’)构成为优先检测属于包含上述斯托克斯光以及上述反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长的波长带的光、且为功率高于自发辐射光的光。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，属于上述其他波长带的光为由上述激光引起的受激拉曼散射的散射光。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述检测器(D、D’、D”、D”’)构成为优先检测属于第1波长带的光以及属于第2波长带的光这两方，其中，第1波长带包含上述斯托克斯光的峰值波长，第2波长带包含上述反斯托克斯光的峰值波长、且不与第1波长带重复。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述检测器(D、D’、D”、D”’)构成为仅优先检测属于如下波长带的光：包含上述反斯托克斯光的峰值波长、且处于比上述激光的峰值波长短的波长侧的波长带。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述检测器(D、D’、D”、D”’)构成为：仅优先检测属于如下波长带的光：包含上述斯托克斯光的峰值波长、且处于比上述激光的峰值波长长的波长侧的波长带。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述检测器(D、D’、D”、D”’)构成为优先检测属于如下波长带的光：包含上述斯托克斯光的峰值波长、且处于比上述激光的峰值波长长的波长侧、且处于比由上述激光引起的受激拉曼散射的散射光的峰值波长短的波长侧的波长带。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，上述检测器(D、D’、D”、D”’)构成为优先检测属于如下两个波长带的一方或两方的光：处于比上述激光的峰值波长短的波长侧、且以比上述激光的峰值波长短40nm的波长为下限的波长带；以及处于比上述激光的峰值波长长的波长侧的波长带、且以比上述激光的峰值波长长40nm的波长为上限的波长带。

在本发明的一方式所涉及的监视装置中，根据上述激光的功率将上述检测器(D、D’、D”、D”’)所优先检测光的上述波长带变更为含有上述斯托克斯光以及上述反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长。

本发明的一方式所涉及的监视装置具备：上述监视装置；以及上述多模光纤。

本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)还具备抑制部，上述抑制部对受激拉曼散射的散射光进行抑制。

在本发明的一方式所涉及的激光装置(1、3)中，上述检测器(D)对被从下游侧向上游侧导波的上述斯托克斯光以及上述反斯托克斯光的一方或两方进行检测。

在本发明的一方式所涉及的激光装置(2、4、5)中，上述检测器(D’、D”、D”’)对被从上游侧向下游侧导波的上述斯托克斯光以及上述反斯托克斯光的一方或两方进行检测。

本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)还具备控制部(C、C’)，控制部(C、C’)基于上述检测器(D、D’、D”、D”’)检测到的上述光的功率，对本激光装置进行控制。

在本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)中，上述控制部(C、C’)以比上述激光的功率低40dB的功率为阈值，将具有比该阈值大的功率的光视为上述斯托克斯光以及上述反斯托克斯光。

本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)还具备泵浦光源(PS1～PSm、PS’1～PS’k)，泵浦光源(PS1～PSm、PS’1～PS’k)生成用于放大上述激光的泵浦光，当上述检测器(D、D’、D”、D”’)检测到的上述光的功率超过预先设定的阈值时，上述控制部(C、C’)停止向上述泵浦光源(PS1～PSm、PS’1～PS’k)供给驱动电流，或者减少向上述泵浦光源(PS1～PSm、PS’1～PS’k)供给的驱动电流。

在本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)中，上述激光的功率为3kW以上。

本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)具备：上述监视装置；上述多模光纤；以及控制部(C、C’)，其对上述检测器(D、D’、D”、D”’)检测到的斯托克斯光的峰值功率与上述检测器(D、D’、D”、D”’)检测到的反斯托克斯光的峰值功率进行比较，并基于较大一方的光的峰值功率对激光本装置进行控制。

本发明的一方式所涉及的监视方法包括检测工序，在该工序中，对于在对激光进行导波的多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光而言，与属于其他波长带的光相比，优先检测属于其中一方或两方的峰值波长的波长带的光。

本发明的一方式所涉及的激光装置(1、2、3、4、5)的制造方法具备：多模光纤，其对激光进行导波；以及检测器(D、D’、D”、D”’)，与属于其他波长带的光相比，优先检测属于确定的波长带的光，上述激光装置(1、2、3、4、5)的制造方法包括：确定工序，在该工序中，对在上述多模光纤中产生的、多个波导模涉及的四波混频的斯托克斯光以及反斯托克斯光的一方或两方的峰值波长进行确定；以及设定工序，在该工序中，将上述检测器(D、D’、D”、D”’)所优先检测的光的上述特定的波长带设定为包含在上述确定工序中确定出的上述峰值波长。

〔附注事项〕

本发明并不限定于上述的实施方式、变形例、或者实施例，而能够在权利要求中示出的范围内进行各种变更，适当地组合分别在不同的实施方式、变形例、或者实施例公开的技术手段而得到的方式也包含于本发明的技术范围。例如，在上述的实施方式中，对仅以检测器为构成要素的监视装置进行了说明，但监视装置只要至少具备检测器即可，具备检测器以外的构成要素也没关系。

附图标记说明：

1、2、3、4、5…激光装置；PS1～PSm…泵浦光源；PDF1～PDFm…泵浦传输光纤；PC…泵浦组合器；AF…放大用光纤；FBG1～FBG2…光纤布拉格光栅；PS’1～PS’k…泵浦光源；PDF’1～PDF’k…泵浦传输光纤；PC’…泵浦组合器；AF’…放大用光纤；LDF…激光传输光纤；LH…激光头；D、D’、D”、D”’…检测器；C、C’…控制部。