CN101615760A - 光纤激光器用光纤及光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤激光器用光纤及光纤激光器。本发明提供一种可得到高品质、高输出功率的单模输出光的光纤激光器用光纤及光纤激光器。在使激发光放大和使激光起振的光纤激光器用光纤(11)中，包括具有添加了稀土类元素的芯及形成于芯周围的包层的光纤(2)，以及设于该光纤(2)的前端部的波模滤光器(6)或者在光纤(2)的长度方向的规定位置上形成有波模滤光器(6)。

Description

光纤激光器用光纤及光纤激光器

技术领域

本发明涉及可得到高品质、高输出功率的单模激光的光纤激光器用光纤及光纤激光器。

背景技术

光纤激光器是使激发光入射到添加了由稀土类元素组成的激发物质的光纤激光器用光纤，使再放出的光起振的激光器。对其原理进行简单说明的话，则如图3所示，入射到光纤激光器用光纤即光纤101的激发光激发起芯102中的激发物质，从激发物质再放出的光成为激光而输出。

如图4所示，现有的光纤激光器111具备：作为添加有激发物质的光纤激光器用光纤的激发用光纤112，配置于激发用光纤112的两端的镜3、4，以及使激发光入射到激发用光纤112上的激发光入射机构5。

激发用光纤112是例如在径向折射率阶梯变化的梯度折射率型光纤。在此，该光纤是在添加有激发物质的芯周围有第一包层，在第一包层的周围有第二包层的双包层光纤。

镜3、4由例如有选择性地反射或透过特定波长的光的FBG构成。图的左侧是对要起振的波长的光全部反射的全反射镜3。图的右侧是对要起振的波长的光部分透过、部分反射的部分反射镜4。

激发光入射机构5具备激发用光源、把来自激发用光源的激发光引到激发用光纤112中的耦合器。作为激发用光源，使用多个激光二极管7，将来自各激光二极管7的激发光分别用光源用光纤8导入多路耦合器9。从多路耦合器9入射到激发用光纤112的激发光在激发用光纤112中传播而被放大同时被激发物质吸收，再从激发物质放出光。

激发光的波长例如是915nm、975nm，激发物质例如是Yb，激光的起振波长例如是1030～1100nm。

涉及本发明的现有技术参见以下专利文献：

专利文献1：日本特开2000-200931号公报

专利文献2：日本特开2000-349369号公报

专利文献3：日本特开2002-118315号公报

专利文献4：日本特开2007-522497号公报

为了增大光纤激光器的输出，只要增大激发光的功率即可。但是，若增大光纤激光器的输出，则在由梯度折射率型光纤构成的光纤激光器用光纤中光纤内的能量密度变高，因此，会产生光纤被破坏、发生非线性现象、或光纤发热而对周围产生热的影响等问题。

对此，通过增大光纤的芯直径等方法来扩大模场直径是有效的。

但是，通过扩大光纤的芯直径，从单模式变成多模式的激光起振，激光的品质下降。

另一方面，作为光纤激光器用光纤，使用光子晶体光纤(PCF)的场合，可以在较宽的频带维持单模的激光起振并增大模场直径，但由于增大模场直径而导致的弯曲损失增大，因而难以实用化。

发明内容

因此，本发明的目的是解决上述问题，提供一种可得到高品质、高输出功率的单模的激光的光纤激光器用光纤及光纤激光器。

为了达到上述目的，本发明的方案1的光纤激光器用光纤在使激发光放大和使激光起振的光纤激光器用光纤中，由具有添加有稀土类元素的芯及形成于芯周围的包层的光纤、和设于该光纤的前端部的波模滤光器构成。

本发明的方案1的光纤激光器用光纤的优选方案是：

上述波模滤光器可以是光子晶体光纤。

上述光子晶体光纤的长度可以不足100mm。

上述光子晶体光纤的空穴直径d与空穴间隔Λ之比d/Λ可以不足0.44。

为了达到上述目的，本发明的方案2的光纤激光器用光纤在具备添加了稀土类元素的芯和形成于该芯周围的具有多个空穴的包层，使激发光放大并使激光起振的光纤激光器用光纤中，在长度方向的规定位置上形成有波模滤光器。

本发明的方案2的光纤激光器用光纤的优选方案是：

上述波模滤光器可以改变上述空穴的构造来形成，从而使上述空穴直径d与空穴间隔Λ之比d/Λ不足0.44。

上述波模滤光器可以通过放电或激光照射来改变并形成上述空穴。

上述波模滤光器可以具有不足100mm的长度。

上述波模滤光器可以形成于上述光纤的长度方向的多个部位。

上述波模滤光器可以形成于直线状配置的部分上。

本发明的光纤激光器具备如上方案1、2及其优选方案中任意一项所述的光纤激光器用光纤和使激发光入射到上述光纤激光器用光纤的激发光入射机构。

本发明发挥如下优良效果。

(1)可得到高品质的激光。

(2)可得到高输出功率的激光。

(3)可得到单模的激光。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的光纤激光器的构成图。

图2是为了说明本发明的光纤激光器的工作原理而表示光纤中的光的运行状况的侧剖视图。

图3是为了说明现有的光纤激光器的工作原理而表示光纤中的光的运行状况的立体透视图。

图4是现有的光纤激光器的构成图。

图5(a)是表示梯度折射率型光纤中的光的运行状况的图，图5(b)是径向的折射率分布图。

图6(a)是表示光纤激光器的原理模型图，图6(b)是表示作为单模起振的增益和损失的关系的图，图6(c)是表示作为多模起振的增益和损失的关系的图。

图7是弯曲损失与光纤的弯曲半径的关系的特性图表。

图8是光子晶体光纤的剖面图。

图9是以光子晶体光纤的标准化空穴直径为参数的标准化频率与标准化波长的关系的特性图表。

图10是标准化频率及模场直径与光子晶体光纤的空穴间隔的关系的特性图表。

图11是表示本发明的另一个实施方式的光纤激光器的构成图。

图12是为了说明本发明的光纤激光器的工作原理而表示光纤中的光的运行状况的侧剖视图。

图13(a)、图13(b)是表示本发明的光纤激光器所使用的光子晶体光纤的制造方法的侧剖视图。

图14(a)、图14(b)是表示本发明的另一个实施方式的光纤激光器的部分构成图。

图15是弯曲损失与光子晶体光纤的模场直径的的关系的特性图表。

图16是标准化频率及弯曲损失与光子晶体光纤的结构参数的关系的特性图表。

图中：

1、51-光纤激光器，2-激发用光纤，3-全反射镜，4-部分反射镜，5-激发光入射机构，6-波模滤光器，11-光纤激光器用光纤。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一个实施方式进行详细叙述。

本发明为了抑制高次模式的起振，提供一种具有在芯中添加了稀土类元素的光纤和设置在该光纤的前端部的波模滤光器的光纤激光器用光纤；或者，提供一种在芯中添加了稀土类元素，并在芯的周围具有许多空穴的光纤激光器用光纤上形成了波模滤光器的光纤激光器用光纤。具备具有该结构的光纤激光器用光纤的光纤激光器可得到高输出的激光。

以下，对其原理进行详细考察。

光纤激光器需要考虑单模光在光纤中传输的单模工作条件。这是因为，如果以单模传输光则可得到高品质的激光。反之，如果以多模传输光则激光的品质不好。就激光的品质而言，越能缩小光束的截面直径品质越好，无法缩小光束的截面直径品质就不好。

如图5(a)、图5(b)所示，设芯的折射率为nc、包层的折射率为nc1、芯的半径为a。此时，如果满足式(1)，则在光纤中传输单模光。

(数学式1)

$V\left(\mathrm{\&lambda;}\right)=\frac{2\mathrm{\&pi;a}}{\mathrm{\&lambda;}}\sqrt{n_c^2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)-n_{\mathrm{cl}}^2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}<2.405---\left(1\right)$

这里，V(λ)是标准化频率。如果标准化频率V(λ)为2.405以下，则可知光纤以单模进行工作。作为例子，考察波长为1.06μm时。使用λ＝1.06μm、V(λ)＝2.405、N.A.(与光封入相关的值)＝(nc2(λ)-nc12(λ))^1/2＝0.06，若求芯半径a，则为：

(数学式2)

$a<\frac{\mathrm{\&lambda;V}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}{2\mathrm{\&pi;}\sqrt{n_c^2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)-n_{\mathrm{cl}}^2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}}<6.6\mathrm{\&mu;m}---\left(2\right)$

用于光纤以单模进行工作的芯半径a为6.6μm以下。

其次，对光纤激光器中的起振模式进行考察。

图6(a)所示的式样是在隔开规定间隔L放置的全反射镜121和部分透过镜122之间配置放大介质123。若将未图示的激发光注入该放大介质123，则可在全反射镜121和部分透过镜122之间得到起振光，该光从部分透过镜122被输出到外部。

此时，若观察镜间的增益和损失的关系，则如图6(b)所示，增益整体小时，增益超过损失的频率v的范围狭小。沿频率轴离散地存在的起振频率中增益超过损失的频率v的范围所包含的起振频率仅为q。由于能起振的频率被限制为一个，因此起振模式为单模。

另一方面，如图6(c)所示，增益整体大时，增益超过损失的频率v的范围广。沿频率轴离散地存在的起振频率中增益超过损失的频率v的范围所包含的起振频率为q-1、q、q+1、q+2。由于能起振的频率有多个，因此起振模式为多模。

根据以上，使起振模式为单模的方法是降低镜间的增益或增加损失的方法。于是，通过弯曲镜间的光纤并形成弯曲损失，能够使起振模式为单模。

如图7所示，在芯直径2a＝30μm、N.A.＝0.06的光纤中，如横轴那样加大弯曲半径，则弯曲损失变大。参数LP02、LP21、LP11、LP01表示高次模式。弯曲半径50mm时的LP11中的弯曲损失为50dB/m，弯曲半径50mm时的LP01的弯曲损失为0.01dB/m。从该图可知，各高次模式的激光起振可通过弯曲损失有效地去除。对此，基本模式(未图示)中的弯曲损失几乎不存在。但是，若芯直径2a超过30μm，则高次模式和基本模式的弯曲损失差变小。

其次，考察在光纤激光器中使用了光子晶体光纤的情况。

如图8所示，光子晶体光纤131是具有空穴132的光纤。图示的光子晶体光纤131在沿径向折射率均匀的光纤133上，在距离中心规定距离以上、规定距离以下的范围内设有多个空穴132。空穴132在光纤的截面上沿着每隔圆周角120°引出的三条直线以一定间隔设置。设空穴132的直径为d、相邻的空穴彼此的间隔(空穴间隔)为Λ、空穴圈数为N、作为构成光纤133的材料的石英的折射率为n、光的波长为λ。

此时，可定义为芯尺寸(芯半径)a＝[2Λ-d]。还有，这里，所谓芯是指封入了光的区域。

在光子晶体光纤中，可用单模式实现激光起振的条件如下求出。如图9所示，以空穴间隔Λ除光波长λ而标准化，将该标准化波长λ/Λ作为横轴。纵轴作为标准化频率Veff(λ)。

标准化频率Veff(λ)用数学式(3)表示。

(数学式3)

$V_{\mathrm{eff}}\left(\mathrm{\&lambda;}\right)=\frac{2\mathrm{\&pi;a}}{\mathrm{\&lambda;}}\sqrt{n_c^2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)-n_{\mathrm{cl}}^2\left(\mathrm{\&lambda;}\right)}$

如果标准化频率Veff(λ)不足圆周率，即Veff(λ)＜π，则可以在光子晶体光纤中用单模实现激光起振。因此，能够以标准化频率Veff(λ)＝π为边界定义单模起振区域和多模起振区域。

此时，如果以空穴间隔Λ除空穴直径d而标准化，且将该标准化空穴直径d/Λ作为参数来表示与标准化波长λ/Λ对应的标准化频率Veff(λ)，则如图9所示，标准化空穴直径d/Λ比规定值大的场合，标准化频率Veff(λ)通过标准化波长λ/Λ进入单模起振区域和多模起振区域，但标准化空穴直径d/Λ比规定值小的场合，标准化频率Veff(λ)与标准化波长λ/Λ无关而仅存在于单模起振区域。

具体地说，如果标准化空穴直径d/Λ不足0.44(图中带有阴影的参数的范围)，则即使是光波长也不依赖于芯半径，在光子晶体光纤中可以用单模实现激光起振。

这里，如图10的特性141所示，若观察光子晶体光纤中的空穴间隔Λ和模场直径的关系，则模场直径随着空穴间隔Λ逐渐变大而大体成比例变大。另一方面，如特性142所示，即使空穴间隔Λ变大，标准化频率Veff(λ)也不会超过3。因此，在光子晶体光纤中，维持单模下的激光起振的同时，能够使相当于芯半径a的模场直径变大。

根据以上的考察，对本发明的光纤激光器用光纤及光纤激光器的实施方式进行说明。

如图1所示，涉及本发明的光纤激光器1在具备添加了由稀土类元素构成的激发物质的光纤(以下称为激发用光纤)2、配置在激发用光纤2的两端的全反射镜3及部分反射镜4、以及在激发用光纤2中注入激发光的激发光入射机构5的光纤激光器中，具备在激发用光纤2的前端部连接有由光子晶体光纤构成的波模滤光器6的光纤激光器用光纤11。

这样，本发明的光纤激光器用光纤11由在芯中添加了稀土类元素的光纤(激发用光纤)2和设置在该激发用光纤2的前端部的波模滤光器6构成。

在本实施方式中，波模滤光器6配备在激发用光纤2和部分反射镜4之间。

本发明的光纤激光器1具备在激发用光纤2的前端部连接有由光子晶体光纤构成的波模滤光器6的光纤激光器用光纤11，除了这一点外，与在图4中说明的光纤激光器相同，因此，省略对全反射镜3、部分反射镜4、激发光入射机构5的说明。

激发用光纤2(参照图2)是在添加了Yb、Er、Er/Yb、Tm、Nd等稀土类元素的芯20周围具有第一包层21，在第一包层21的周围具有第二包层22的双包层光纤。

激发用光纤2也可以是用于在前端连接有波模滤光器6，芯半径a超过单模条件(参照式(2))的6.6μm以上。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤具有空穴24，因此具有与图8的光子晶体光纤大致相同的结构。作为波模滤光器6的光子晶体光纤的外径与激发用光纤2的外径相同。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤的标准化空穴直径d/Λ不足0.44(参照图9)，满足了单模条件。也就是波模滤光器6使用以单模工作的光子晶体光纤遮断多模光。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤的模场直径做成相当于作为激发用光纤2的梯度折射率型光纤的芯直径的大小。例如模场直径为30μm以上。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤以直线状伸展，希望其长度Lf不足100mm。但是，若波模滤光器6的长度过短，则高次模式的激光会透过波模滤光器6，因此长度Lf必须是某种程度的大小。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤和激发用光纤2(例如梯度折射率型光纤)通过例如熔敷来接合。作为全反射镜3和部分反射镜4的FBG也同样通过熔敷来接合。

若简单地说明本发明的光纤激光器用光纤11的工作原理，则如图2所示，入射到激发用光纤2中的激发光激发激发用光纤2的芯20中的激发物质，从激发物质再次放出的光成为激光，但如果通过高输出化而使激发用光纤2的芯直径扩大，则激光会成为多模光。但是，由于该激光通过由光子晶体光纤构成的波模滤光器6，从而可抑制高次模式的激光，仅使基本模式起振，因此所输出的激光成为高输出的单模光。

对本发明的光纤激光器1的工作进行详细说明。

如图1所示，从激发光入射机构5中的各激光二极管7射出的具有规定的波长的激发光由光源用光纤8导入多路耦合器9。从多路耦合器9入射到激发用光纤2中的激发光在激发用光纤2的第一包层21中传输的同时被芯20的激发物质吸收，从激发物质再放出光。配置在激发用光纤2的一端的全反射镜3使要起振的波长的光全部反射。另一方面，配置在激发用光纤2的另一端的部分反射镜4使要起振的波长的光一部分透过、一部分反射。其结果，从部分反射镜4输出激光。

此时，在本发明中，激发用光纤2具有比成为单模工作的条件的芯半径大的芯半径(6.6μm以上)。因而能够使激光的能量足够大。但是，在激发用光纤2内起振的激光成为多模。

但是，通过具备在激发用光纤2的前端部连接有由d/Λ＜0.44的光子晶体光纤构成的波模滤光器6的光纤激光器用光纤，从激发用光纤2入射到波模滤光器6的激光中的高次模式的激光不透过波模滤光器6。透过波模滤光器6的激光仅为基本模式。其结果，能得到高品质、高光输出的单模的输出光。

在本发明中，激发用光纤2使用了弯曲损失小的梯度折射率型光纤，因此能够对激发用光纤2给与所需要的小的弯曲半径(或直径)。另一方面，波模滤光器6所使用的光子晶体光纤必须以直线状使用，但其长度Lf不足100mm。其结果，能够将光纤激光器1做成小型。

以下，基于附图对本发明的另一个实施方式进行详细叙述。

根据此前的观察可知，若光纤激光器使用光子晶体光纤，则维持单模下的激光起振的同时，能够加大模场直径并加大输出。

然而，在加大了模场直径的光子晶体光纤中存在弯曲损失大之类的其它问题。

如图15所示，在使弯曲直径为一定的光子晶体光纤中，若加大模场直径，则弯曲损失增大。在图示例中，弯曲直径为200mm时，模场直径不足20μm，而弯曲损失为10dB/m以上，在模场直径为30μm时，则弯曲损失达到100dB/m。这样，由于弯曲损失大，因此不能减小弯曲直径。弯曲直径变大，在制造、运送、设置光纤激光器时，对操作处理、设置方法、空间等产生较大的制约。

还有，光子晶体光纤如图16所示，具有标准化空穴直径(以下称为结构参数)d/Λ越大、弯曲损失越小之类的性质。即、若以横轴为结构参数d/Λ、以纵轴为标准化频率Veff(λ)，则如图16的特性151所示，相对于结构参数d/Λ的增大，标准化频率Veff(λ)几乎呈直线状增大。另一方面，若以纵轴为弯曲损失，则如图16的特性152所示，相对于结构参数d/Λ的增大，弯曲损失减小。

也就是，结构参数d/Λ大的光子晶体光纤，其标准化频率大、弯曲损失小。结构参数d/Λ小的光子晶体光纤，其标准化频率小、弯曲损失大。

根据以上的考察，对本发明的光纤激光器用光纤及光纤激光器的实施方式进行说明。

如图11所示，本发明的光纤激光器用光纤在具备添加了稀土类元素芯、和形成于该芯周围的具有多个空穴的包层，使激发光放大并使激光起振的光纤激光器用光纤11中，在长度方向的规定位置上形成有波模滤光器6。

本发明的光纤激光器51具备添加了激发物质的激发用光纤2、配置在激发用光纤2的两端的全反射镜3及部分反射镜4、以及在激发用光纤中2中注入激发光的激发光入射机构5；激发用光纤2为光子晶体光纤，在该光子晶体光纤的长度方向的规定位置上形成有d/Λ不足0.44(d：空穴直径，Λ：空穴间隔)的波模滤光器6。

本发明的光纤激光器51在由光子晶体光纤构成的激发用光纤2的长度方向的规定位置上形成有d/Λ不足0.44(d：空穴直径，Λ：空穴间隔)的波模滤光器6，除了这一点外，与在图4中说明的光纤激光器相同，因此，对全反射镜3、部分反射镜4、激发光入射机构5省略其说明。

作为激发用光纤2(参照图12、图13)的光子晶体光纤是在添加了Yb等稀土类元素的第一包层21周围形成有第二包层22，在第二包层22的周围形成有未图示的包覆层，且在第一包层21上具有空穴23的光子晶体光纤。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤具有与空穴23相同间距、相同个数的空穴24，结构参数(d/Λ)与激发用光纤2不同。在本实施方式中，波模滤光器6是将作为激发用光纤2的光子晶体光纤的长度方向的一部分变形加工而成。

图12表示光子晶体光纤的各部分的剖面。剖面A和剖面C是激发用光纤2的剖面，剖面B是波模滤光器6的剖面。空穴间隔Λ与剖面无关为一定，剖面A和剖面C中的空穴23的直径d比剖面B中的空穴24的直径d大。具体地说，剖面A和剖面C中的结构参数(标准化空穴直径)d/Λ超过0.44，剖面B中的结构参数d/Λ不足0.44。

作为波模滤光器6的光子晶体光纤的标准化空穴直径d/Λ不足0.44(参照图7)，满足了单模条件。也就是波模滤光器6使用以单模工作的光子晶体光纤遮断多模光(高次模式的激光)。

激发用光纤2及作为波模滤光器6的光子晶体光纤的模场直径例如为30μm以上。

波模滤光器6形成于直线状伸展地配置的部分，希望其长度Lf不足100mm。但是，若波模滤光器6的长度过短，则高次模式的激光会透过波模滤光器6，因此长度Lf必须是某种程度的大小。

激发用光纤2弯曲成环状(参照图14)。

利用图13说明波模滤光器6的制造方法。

如图13(a)所示，光子晶体光纤31在添加了Yb等激发物质的芯32的周围形成有包层33，在该包层33的周围形成有包覆层34，在包层33上形成有空穴35。光子晶体光纤31的结构参数(标准化空穴直径)d/Λ超过了0.44。在该光子晶体光纤31的长度方向的一部分去除了包覆层34。

其次，对该包覆层去除部进行用普通的光纤熔敷进行的那种放电、或利用CO₂激光器等激光装置照射激光、或如形成光纤耦合器时那样用微燃烧器加热等而使空穴结构变形。具体地说，使空穴直径d减小，从而使光子晶体光纤31的结构参数(标准化空穴直径)d/Λ为不足0.44。

这样，将空穴35做成空穴直径d比空穴35小的空穴36后，将再涂材料37填满包覆层34的去除部分修复包覆层34。其结果，能够在无接头的连续的光子晶体光纤的长度方向，制造以适当的距离交替排列有激发用光纤2和波模滤光器6的光子晶体光纤31。

若简单地说明本发明的光纤激光器用光纤11的工作原理，则如图12所示，入射到激发用光纤2中的激发光激发激发用光纤2的第一包层21中的激发物质，从激发物质再次放出的光成为激光。激发用光纤2是结构参数(标准化空穴直径)d/Λ超过0.44的光子晶体光纤。因而激光为多模光。但是，该激光由于通过由结构参数(标准化空穴直径)d/Λ不足0.44的光子晶体光纤构成的波模滤光器6，因此激光变成单模光。

这样，本发明的光纤激光器51通过具备沿长度方向并排形成弯曲损失小但以单模工作的激发用光纤2，以及在该激发用光纤2内弯曲损失大但能够去除高次模式光的波模滤光器6的光纤激光器用光纤，从而能够只输出基本模式光，而且由于必须呈直线状的部分短，从而能够实现小型实用的光纤激光器51。

对本发明的光纤激光器51的工作进行详细说明。

如图11所示，从激发光入射机构5中的各激光二极管7出射的具有规定的波长的激发光由光源用光纤8导入多路耦合器9。从多路耦合器9入射到激发用光纤2中的激发光在激发用光纤2的第一包层21中传输的同时被激发物质吸收，从激发物质再放出光。配置在激发用光纤2的一端的全反射镜3使已激发的波长的光全部反射。另一方面，配置在激发用光纤2的另一端的部分反射镜4使已激发的波长的光部分透过、部分反射。其结果，从部分反射镜4输出激光。

此时，在本发明中，激发用光纤2为光子晶体光纤，该光子晶体光纤的结构参数d/Λ超过了0.44。因而，如果没有波模滤光器6，且使激光的能量足够大的话，在激发用光纤2内激发的激光则成为多模。

波模滤光器6为光子晶体光纤，该光子晶体光纤的结构参数d/Λ不足0.44。因此，从激发用光纤2入射到波模滤光器6的激光中的高次模式的激光不透过波模滤光器6。透过波模滤光器6的激光仅为基本模式。因而，在光纤激光器51激发的激光成为单模，从部分反射镜4输出的激光成为单模。

其结果，能得到高品质、高光输出的单模的激光。

在本发明中，由于激发用光纤2使用了弯曲损失小的光子晶体光纤，因此能够对激发用光纤2给与所需要的小的弯曲半径(或直径)。另一方面，虽然波模滤光器6所使用的光子晶体光纤因弯曲损失大而必须以直线状使用，但其长度Lf不足100mm。其结果，能够将光纤激光器51做成小型。

在本发明中，由于对光子晶体光纤的长度方向的一部分进行加工而改变了结构参数以使结构改变，因此，没有熔敷等的光纤连接部，可消除连接损失。

本发明的光纤激光器51不限定于像图11的实施方式那样只设置一处波模滤光器6。也可以如图14(a)、图14(b)那样，在作为激发用光纤2的光子晶体光纤中在多处设置波模滤光器6。

图14(a)所示的光纤激光器41在激发用光纤2与激发用光纤2之间在两处设置了长度Lf不足100mm的波模滤光器6。波模滤光器6的个数也可以是3个以上。

图14(b)所示的光纤激光器42在第一激发用光纤2a与第二激发用光纤2b之间设置长度Lf不足100mm的波模滤光器6，并且，在折回了第二激发用光纤2b的部分也设置了同样的波模滤光器6。通过这样将激发用光纤2折回并平行地配置多个波模滤光器6的直线状部分，从而可避免光纤激光器42整体向一个方向变长而实现光纤激光器42的小型化。

图14(a)、图14(b)所示的光纤激光器41、42是将波模滤光器6放置在固定台43上，用固定件44固定的装置。

Claims (11)

1.一种光纤激光器用光纤，使激发光放大并使激光起振，其特征在于，

包括具有添加了稀土类元素的芯及形成于芯周围的包层的光纤和设于该光纤的前端部的波模滤光器。

2.根据权利要求1所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述波模滤光器为光子晶体光纤。

3.根据权利要求2所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述光子晶体光纤的长度不足100mm。

4.根据权利要求2或3所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述光子晶体光纤的空穴直径d与空穴间隔Λ之比d/Λ不足0.44。

5.一种光纤激光器用光纤，具备添加了稀土类元素的芯和形成于该芯周围的具有多个空穴的包层，使激发光放大并使激光起振，其特征在于，

在长度方向的规定位置上形成有波模滤光器。

6.根据权利要求5所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述波模滤光器改变上述空穴的构造而形成为，上述空穴直径d与上述空穴的间隔Λ之比d/Λ不足0.44。

7.根据权利要求5或6所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述波模滤光器通过放电或激光照射改变上述空穴而形成。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述波模滤光器具有不足100mm的长度。

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述波模滤光器形成于上述光纤的长度方向的多个部位。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的光纤激光器用光纤，其特征在于，

上述波模滤光器形成于直线状配置的部分上。

11.一种光纤激光器，其特征在于，

具备权利要求1～10中任意一项所述的光纤激光器用光纤和使激发光入射到上述光纤激光器用光纤的激发光入射机构。

Images