CN103460525B - 放大用光纤、使用其的光纤放大器以及谐振器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够输出所希望的功率的光的放大用光纤、使用其的光纤放大器以及谐振器。放大用光纤（50）具有纤芯（51）和包覆纤芯（51）的包层（52），纤芯（51）将规定波长的光至少以LP01模式、LP02模式以及LP03模式传播，在纤芯（51）中且在将LP01模式、LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下、LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域的至少一部分中，被以高于LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域的至少一部分的浓度添加对规定波长的光进行受激辐射的活性元素。

Description

放大用光纤、使用其的光纤放大器以及谐振器

技术领域

本发明涉及放大用光纤、使用了其的光纤放大器以及谐振器，特别是涉及能够输出所希望的功率光的放大用光纤，以及使用其的光纤放大器以及谐振器

背景技术

作为在加工机、医疗设备等中使用的光纤激光装置之一，已知有将利用激光振荡器（MO：Master Oscillator）等种子光源产生的光用放大器（PA：Power Amplifier）放大并输出的MO－PA（Master Oscillator－Power Amplifier：主振功率放大器）型光纤激光装置。作为该放大器所使用的放大器之一，已知通过放大用光纤来放大光的光纤放大器。

在该放大用光纤中，一般而言使用在纤芯中添加了稀土类元素等活性元素的双包层光纤。在该双包层光纤中，存在纤芯仅传播单模光的双包层光纤、和纤芯传播多模光的双包层光纤。并且，在纤芯仅传播单模光的双包层光纤中，由于纤芯的剖面面积小，所以若要获得高输出的激光输出则存在在纤芯中传播的光的密度过高的情况。在该情况下，由于非线性光学效应导致光能会移至不希望的波长，而有时不能获得期待的激光输出。于是，伴随着近年来的光纤放大器的高输出化的要求，正着眼于使用了纤芯传播多模光的双包层光纤的光纤放大器。

若将光能够进行多模传播的双包层光纤用作放大用光纤，则传播的光中，LP01模式（基本模）、LP02模式等高次模被激励。在下述专利文献1中记载有活性元素以匹配高次模的强度分布图而进行分布的方式添加的放大用光纤。

专利文献1:日本特表2010－518633号公报

但是，如专利文献1所记载的放大用光纤那样，若仅活性元素以匹配高次模的强度分布图而进行分布的方式添加，则有时除了要放大的高次模之外LP01模式也以高放大率被放大。然而，LP01模式在纤芯的中心集中强度强的场所，所以若LP01模式被放大，则在纤芯的中心光的密度变得过高，容易产生非线性光学效应，存在无法得到期待的输出光的倾向。而且，通常，放大用光纤在至少一部分被弯曲的状态下配置使用，LP01模式在放大用光纤被弯曲的场所，光的分布偏离纤芯的外周侧，并且模场容易变形面积容易变小。因此，LP01模式在放大用光纤被弯曲的场所容易因光的集中产生非线性光学效应。因此，若要输出功率高的光，则根据非线性光学效应，存在无法得到所希望的功率的输出光的可能。

发明内容

于是，本发明的目的在于提供一种能够输出所希望的功率光的放大用光纤、以及使用其的光纤放大器以及谐振器。

为了解决上述课题，本发明是具有纤芯、和包覆上述纤芯的包层的放大用光纤，上述纤芯至少以LP01模式、LP02模式以及LP03模式传播规定波长的光，在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式以及上述LP03模式中的至少一方的强度比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，被以高于上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域的至少一部分的浓度添加受激辐射上述规定波长的光的活性元素，且满足下述式1以及式2中的至少一方，

[数学式1]

${\∫}_0^{b}n\left(r\right)\×\{I_{02}\left(r\right)-I_{01}\left(r\right)\}\mathrm{rdr}>0$ …式1

${\∫}_0^{b}n\left(r\right)\×\{I_{03}\left(r\right)-I_{01}\left(r\right)\}\mathrm{rdr}>0$ …式2

（其中，r是上述纤芯在径向上距中心的距离，I₀₁（r）是上述LP01模式的上述纤芯在径向上距中心为距离r处的强度，I₀₂（r）是上述LP02模式的上述纤芯在径向上距中心为距离r处强度，I₀₃（r）是上述LP03模式的上述纤芯在径向上距中心为距离r处的强度，n（r）是上述纤芯在径向上距中心距离r处的活性元素的添加浓度，b是上述纤芯的半径。）。

在本发明的放大用光纤中，在LP02模式以及LP03模式中的至少一方比LP01模式强的区域中，被以高于LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度的至少一部分强的区域的浓度添加活性元素。在以高浓度添加该活性元素的区域中，光的放大率高，所以LP02模式以及LP03模式中的至少一方被以高放大率放大。另一方面，在LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域的至少一部分，由于光的放大率不高，所以LP01模式的放大被抑制。这样，本发明的放大用光纤抑制LP01模式的放大，作为光纤整体，以满足上述式1以及式2的至少一方的方式积极地放大LP02模式以及LP03模式中的至少一方。

然而，对LP02模式、LP03模式之类的高次模来说，强度强的场所沿纤芯的径向分散。因此，即使这样的高次模保被放大，与放大LP01模式的情况相比，难以产生非线性光学效应。因此，在输出功率高的光的情况下，也能够抑制因非线性光学效应光能移至其他波长，能够输出所希望的功率的光。

另外，根据本发明者的见解，在放大用光纤被弯曲的状态下使用时，对高次模来说，光的中心难以向纤芯的外周侧偏离，模场的面积难以变小。由此，在本发明的放大用光纤中，即使以弯曲状态使用，也能够抑制因光的集中导致产生非线性光学效应，与在直线的状态下使用输出的光的功率相比，能够抑制输出的光的功率变小。

另外，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式的强度比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分、以及上述LP03模式的强度比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，分别被以高于上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域的至少一部分的浓度添加上述活性元素，并同时满足上述式1以及上述式2。

在这样的放大用光纤中，作为光纤整体，以满足上述式1，以及式2的方式，将LP02模式以及LP03模式放大得比LP01模式高。因此，能够输出功率更高的光。

而且，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式的强度以及上述LP03模式的强度都比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，被以高于上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域的至少一部分的浓度添加上述活性元素。

根据这样的放大用光纤，作为光纤整体，以满足上述式1、以及式2的方式，在LP02模式以及LP03模式双方的强度比LP01的强度强的区域的至少一部分以高浓度添加有活性元素即可。因此，按照LP02模式以及LP03模式以比LP01模式高的放大率被放大的方式，能够高效地添加活性元素。

而且，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式的强度以及上述LP03模式的强度都比上述LP01模式的强度强的全部区域，与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域的至少一部分相比以高的浓度添加上述活性元素。

根据这样的放大用光纤，能够进一步输出功率高的光。

另外，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式以及上述LP03模式中的至少一方的强度比上述LP01模式的强度强的全部区域，被以与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域的至少一部分相比高的浓度，添加上述活性元素，同时满足上述式1以及上述式2。

根据这样的放大用光纤，在LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域以外，光被以高放大率放大，作为光纤整体，LP02模式以及LP03模式被以比LP01模式高的放大率放大。因此，抑制产生非线性光学效应，能够输出功率更高的光。

另外，优选在上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域的至少一部分未添加上述活性元素。

通过这样构成，在LP01模式的强度强的区域的至少一部分，光未被放大，作为光纤整体LP01模式的放大被抑制。因此，能够进一步抑制非线性光学效应。

另外，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式以及上述LP03模式中的至少一方的强度比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，被以与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加受激辐射上述规定波长的光的活性元素。

根据这样的放大用光纤，在以高浓度添加活性元素的区域中，光以与LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域的任一个相比都高的放大率被放大。这样，在光被以高放大率放大的场所，LP02模式以及LP03模式中的至少一方被以高放大率放大，作为光纤整体还能够将LP02模式以及LP03模式中的至少一方以比LP01模式高的放大率放大，能够输出功率更高的光。

进而优选，在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式的强度比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分、以及上述LP03模式的强度比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，分别被以与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加上述活性元素，同时满足上述式1以及上述式2。

在这样的放大用光纤中，作为光纤整体，LP02模式以及LP03模式被以比LP01模式高的放大率放大，所以能够输出功率更高的光。

而且，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式的强度以及上述LP03模式的强度都比上述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，被以与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加上述活性元素。

根据这样的放大用光纤，在LP02模式以及LP03模式双方的强度比LP01模式的强度强的区域中的至少一部分添加活性元素即可，所以作为光纤整体，能够高效地添加活性元素以使得LP02模式以及LP03模式被以比LP01模式高的放大率放大。

而且，优选在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式的强度以及上述LP03模式的强度都比上述LP01模式的强度强的全部区域，被以与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加上述活性元素。

根据这样的放大用光纤，在LP02模式以及LP03模式的强度比LP01模式的强度大的区域全体，光被以与LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度大的区域全体相比高的放大率放大。因此，LP02模式以及LP03模式被以比LP01模式高的放大率放大，而能够输出更高的功率光。

在上述纤芯中，在将上述LP01模式、上述LP02模式以及上述LP03模式以功率进行标准化的情况下的、上述LP02模式以及上述LP03模式中的至少一方的强度比上述LP01模式的强度强的全部区域，被以与上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加上述活性元素，并同时满足上述式1以及上述式2。

根据这样的放大用光纤，在LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式中的至少一方的区域以外，光以高放大率被放大。因此，作为光纤整体，能够以高放大率放大LP02模式以及LP03模式，能够输出更高的功率光。

另外，优选在上述LP01模式的强度比上述LP02模式以及上述LP03模式的强度强的区域，未添加上述活性元素。

根据这样的放大用光纤，在LP01模式的强度强的区域，光未被放大，所以作为光纤整体能够抑制LP01模式的放大，能够进一步抑制产生非线性光学效应。

另外，优选在上述包层内设置有夹着上述纤芯的一对应力施加部。通过设置这样的应力施加部，能够传输单一偏振光。

另外，本发明的光纤放大器的特征在于，具备：上述的放大用光纤；使包含LP02模式以及LP03模式的种子光输入到上述放大用光纤的种子光源；以及输出激励上述放大用光纤的上述活性元素的激励光的激励光源。

根据这样的光纤放大器，在激发LP01模式的情况下，也将LP02模式、LP03模式以比LP01模式更高的放大率进行放大，在输出功率高的光的情况下，也能够输出所希望的功率光。

而且，在上述光纤放大器中，优选输入到上述放大用光纤的种子光仅激发上述放大用光纤的轴对称的模式。

根据这样的光纤放大器，在放大用光纤中，非轴对称的高次模不传播，所以非轴对称的高次模无法被放大输出，所以能够输出良好的光束品质的光。

另外，本发明的谐振器的特征在于，具备：上述记载的放大用光纤、输出激励上述放大用光纤的上述活性元素的激励光的激励光源；设置于上述放大用光纤的一侧，对被上述激励光激励的上述活性元素辐射出的光的至少一部分波长的光进行反射的第一FBG（Fiber Bragg Grating）；以及设置于上述放大用光纤的另一侧，对与上述第一FBG反射的光相同波长的光以比上述第一FBG低的反射率反射的第二FBG。

根据这样的谐振器，在光的谐振中，当光在放大用光纤的纤芯中传播时，由于LP02模式和LP03模式被放大得比LP01模式强，所以能够抑制非线性光学效应，即使在输出功率高的光的情况下，也能够输出所希望功率的光。

如上述那样，根据本发明，可提供能够输出所希望的功率的光的放大用光纤、使用了该放大用光纤的光纤放大器以及谐振器。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的光纤放大器的图。

图2是表示图1的放大用光纤的与长度方向垂直的剖面的构造的图。

图3是表示图2的放大用光纤的纤芯的样子的图。

图4是表示本发明的第二实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图。

图5是表示本发明的第三实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图。

图6是表示本发明的第四实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图。

图7是表示本发明的第五实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图。

图8是表示本发明的第6实施方式的谐振器的图。

图9是表示第一实施方式的放大用光纤的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的放大用光纤、光纤放大器以及谐振器的优选实施方式详细地进行说明。

（第一实施方式）

图1是表示本发明的第一实施方式的光纤放大器的图。

如图1所示，本实施方式的光纤放大器1具备输出成为种子光的光的种子光源10、输出激励光的激励光源20、供种子光以及激励光输入的光纤合束器30、和供从光纤合束器30输出的种子光以及激励光输入且添加有被激励光激励的活性元素的放大用光纤50作为主要构成。

种子光源10例如由半导体激光装置、法布里帕罗型或光纤环型的光纤激光装置构成。该种子光源10构成为将包含LP02模式以及LP03模式的光从光纤输出。另外，从种子光源10输出的种子光只要是包含LP02模式以及LP03模式的光，就没有特别限制，但波长是放大用光纤50中所添加的活性元素能够受激辐射的波长，例如，在使活性元素为镱（Yb）的情况下，是波长为1070nm的激光。

另外，种子光源10的输出光从由纤芯和包覆纤芯的包层构成的单模光纤15被输出。该单模光纤15将从种子光源10输出的光作为LP01模式的单模光传播。该单模光纤15的构成没有特别限制，但例如，在种子光的波长如上述那样为1070nm的情况下，使纤芯的直径为10μm，并使纤芯和包层的相对折射率差为0．13％。

激励光源20由多个激光二极管21构成，激光二极管21在本实施方式中，例如为以GaAs系半导体为材料的法布里帕罗型半导体激光器，其输出中心波长为915nm的光。另外，激励光源20的每一个激光二极管21均与多模光纤22连接，从激光二极管21输出的激励光在多模光纤22中作为多模光传播。

连接多模光纤22以及单模光纤15的光纤合束器30通过以单模光纤15为中心且在其周围配置有多模光纤的部分被熔融延伸成为一体而构成，光纤合束器30与放大用光纤50光学连接。

图2是表示放大用光纤50的与长度方向垂直的剖面的构造的图。如图2所示，放大用光纤50由纤芯51、包覆纤芯51的包层52、和包覆包层52的外部包层53构成。包层52的折射率比纤芯51的折射率低，且外部包层53的折射率比包层52的折射率低。例如，在本实施方式中，纤芯51和包层52的相对折射率差为0．32％。另外，纤芯51的直径例如为30μm，包层52的外径例如为420μm，外部包层53的外径例如为440μm。另外，作为构成纤芯51的材料，例如列举出添加有使石英的折射率上升的铝等元素的石英，在纤芯51的至少一部分区域中，添加有通过从激励光源20输出的激励光而变成激励状态的活性元素亦即镱（Yb）。此外，作为这样的活性元素，除了镱（Yb）之外，例如还能够列举出钕（Nd）、铒（Er）等稀土类元素。而且作为活性元素，除了稀土类元素之外，还可列举铋（Bi）、铬（Cr）等。另外，作为构成包层52的材料例如可列举未添加掺杂剂的石英，作为构成外部包层53的材料例如可列举紫外线固化树脂。

利用如上述那样的纤芯51和包层52的折射率差，来自种子光源的规定波长的光被限制在纤芯51中来进行传播。作为在该纤芯51中传播的光的模，除了作为基本模式的LP01模式之外，还存在作为高次模的LP02模式和LP03模式。在本实施方式的放大用光纤50中，也可以存在LP04以上的高次模式，但假设在本实施方式中，尤其是对于LP04模式以上的高次模式的放大没有进行考虑。或者，也可以以LP04以上的高次模没有传播的方式，来设定种子光源的光的波长、纤芯51和包层52的尺寸、以及纤芯51和包层52的相对折射率差。为了以这样LP04模式以上的高次模不被传播的方式设定，例如，如上述那样，使种子光的波长为1070nm，纤芯51的直径为30μm，纤芯51和包层52的相对折射率差为0．32％即可。

接下来，对放大用光纤50的纤芯51更详细地进行说明。图3是表示图2所示的放大用光纤50的纤芯51的样子的图。具体地说，图3（A）是表示放大用光纤50的与长度方向垂直的剖面上的纤芯51的构造的图。另外，图3（B）是表示在纤芯51中传播的LP01模式、LP02模式以及LP03模式的标准化后的每单位面积的强度的分布的图。另外，图3（C）是表示将在纤芯51中传播的LP01模式、LP02模式以及LP03模式的强度用面积进行积分，标准化后的功率分布的图。另外，图3（D）是表示纤芯51中添加的活性元素的浓度分布的样子的图。

如图3（B）所示，各个模在纤芯51的中心具有最强的强度分布。该中心处的强度为LP03模式最大，其次为LP02模式，LP01模式的强度最小。并且，若从纤芯51的中心向径向偏离，则LP01模式的强度会变得比LP03模式的强度大。在此，如图3所示，将从纤芯51的中心到LP01模式的强度变得比LP03模式的强度大为止的径向上的区域设为区域A。若进一步从纤芯51的中心向径向偏离，则LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式的强度大。在此，将在区域A的外周侧，LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式的强度大为止的区域设为区域B。而且，若进一步从纤芯51的中心向径向偏离，则LP03模式的强度暂时变得比LP01模式的强度大。在此，将在区域B的外周侧，LP03模式的强度暂时变得比LP01模式的强度大为止的区域设为区域C，将LP03模式的强度暂时变得比LP01模式的强度大的区域设为区域D。而且，若进一步从纤芯51的中心向径向偏离，在区域D的外周侧，LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式的强度大。将在该区域D的外周侧，LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式的强度大的区域设为区域E。进而在区域E的外周侧，LP02模式的强度变得比LP01模式的强度大，而且，在外周侧，LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式的强度小。将在该区域E的外周侧，LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式的强度小的区域设为区域F，将区域F的外周侧的区域设为区域G。

在如这样定义各个区域的情况下，区域A中纤芯51的与长度方向垂直的剖面的形状为圆形，其他区域B～G分别分布为环状。另外，在纤芯51的直径例如如上述那样为30μm的情况下，从中心到区域A与区域B的边界的距离约为3μm，从中心到区域B和区域C的边界的距离约为4μm，从中心到区域C和区域D的边界的距离约为7μm，从中心到区域D和区域E的边界的距离约为8．5μm，从中心到区域E和区域F的边界的距离约为10μm，从中心到区域F和区域G的边界的距离约为12μm。

若将如上述那样区分的区域按各个模的强度进行分类，则在区域A以及区域G中，LP02模式以及LP03模式的强度变得比LP01模式的强度大。另外，在区域B以及区域F中，LP02模式的强度变得比LP01模式大，在区域D中，LP03模式的强度变得比LP01模式大。而且，在区域C以及区域E中，LP01模式的强度变得比LP02模式以及LP03模式大。

这样的LP01模式、LP02模式、LP03模式的强度的关系在图3（C）所示的分布中也是同样。

另外，在纤芯51中，在将LP01模式、LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下LP02模式以及LP03模式的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域的至少一部分，被以高于LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域的至少一部分的浓度添加活性元素。在本实施方式中，如图3（D）所示，与包括图中LP01模式的强度强于LP02模式以及LP03模式的区域C中的区域D侧的区域和区域E的中间区域56相比，在包含LP02模式以及LP03模式的强度比LP01模式的强度强的区域亦即区域A以及区域G、以及LP02模式的强度比LP01模式的强度强的区域B以及区域F中的区域G侧的中心区域55以及外周区域57中，以高浓度添加有作为活性元素之一的Yb。此外，活性元素沿纤芯51的周向以相同浓度添加。

本实施方式中添加的活性元素Yb的浓度，例如在中心区域55以及外周区域57，为16×10²⁵（个／m³），在中间区域56，为8×10²⁵（个／m³）。

通过这样添加活性元素，放大用光纤50将均满足下述式1以及式2。

[数学式2]

${\∫}_0^{b}n\left(r\right)\×\{I_{02}\left(r\right)-I_{01}\left(r\right)\}\mathrm{rdr}>0$ …式1

${\∫}_0^{b}n\left(r\right)\×\{I_{03}\left(r\right)-I_{01}\left(r\right)\}\mathrm{rdr}>0$ …式2

其中，r是纤芯51径向上距中心的距离，I₀₁（r）为图3（B）所示的LP01模式的纤芯51径向上距中心为距离r处的强度，I₀₂（r）是图3所示的LP02模式的纤芯51径向上距中心为距离r处的强度，I₀₃（r）为图3（B）所示的LP03模式的纤芯51径向上距中心为距离r处的强度，n（r）是纤芯51径向上距中心为距离r处的活性元素的添加浓度，b是纤芯51的半径。此外，r的单位是（m），I₀₁（r）、I₀₂（r）、I₀₃（r）的单位为（W／m²），n（r）的单位为（个／m³），b的单位为（m）。

上述的中心区域55、中间区域56、外周区域57中的活性元素Yb的添加浓度只要满足式1以及式2的关系，就能够适当地进行变更。即，纤芯51内的活性元素的添加浓度分布只要满足式1以及式2的关系，则作为光纤整体，能够将LP02模式以及LP03模式以比LP01模式高的放大率放大。由此，能够抑制产生非线性光学效应，能够以所希望的放大率对光进行放大。

这样，本发明中特征点在于，为了满足式1以及式2的关系，在LP01模式、LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下的、LP02模式以及LP03模式的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域的至少一部分中，以与LP01模式的强度强于LP02模式以及LP03模式的强度的至少一部分相比高的浓度添加有活性元素。

接下来，对光纤放大器1的动作进行说明。

首先，来自种子光源10的种子光被从单模光纤15输出。该种子光的波长例如如上述那样为1070μm。此时利用上述的单模光纤15的构成，包含LP01模式的种子光进行传播。而且，在单模光纤15中传播的种子光输入到光纤合束器30。

另外，从激励光源20输出对放大用光纤50的纤芯51中所添加的活性元素Yb进行激励的激励光。此时的波长如上述那样例如为915μm的波长。另外，从激励光源20输出的激励光在多模光纤22中传播，并输入到光纤合束器30。

输入到光纤合束器30的种子光以及激励光向放大用光纤50输入，种子光在放大用光纤50的纤芯51中传播，激励光主要在放大用光纤50的包层52中传播。种子光主要输入为LP01模式，但对放大用光纤50的纤芯51来说针对种子光波长的光，可以作为LP01模式、LP02模式以及LP03模式传播，所以若输入LP01模式则激励LP02模式以及LP03模式，作为LP01模式、LP02模式以及LP03模式进行传播。另外，在激励光通过纤芯51时，添加到纤芯51的活性元素Yb被激励。被激励的活性元素Yb通过种子光而引起受激辐射，通过该受激辐射，LP01模式、LP02模式以及LP03模式的种子光被放大。

此时，使纤芯51的中心区域55以及外周区域57中的活性元素Yb的浓度比纤芯51的中间区域56中的活性元素Yb的浓度高，并满足上述式1以及式2。由此，作为纤芯51整体，LP02模式以及LP03模式以比LP01模式高的放大率被放大。特别是在LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式强度强的区域亦即区域C中的区域D侧的区域以及区域E中，以低浓度添加活性元素Yb，所以LP01模式光的放大被抑制。

如上述那样，以满足上述的式1以及式2的方式添加活性元素，所以作为纤芯51整体，LP02模式以及LP03模式以比LP01模式高的放大率被放大的种子光从放大用光纤50作为输出光输出。因此，在输出光中，可将LP01模式的功率抑制得很低。

如以上说明那样，在本实施方式的放大用光纤50中，LP02模式以及LP03模式中的至少一方比LP01模式强的区域A以及区域B、区域F的一部分以及区域G中，以高于LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度的至少一部分强的区域C的一部分以及区域E的浓度添加活性元素。在该活性元素被以高浓度添加的区域中，光的放大率高，所以LP02模式以及LP03模式中的至少一方被以高放大率放大。特别是在区域A以及区域G中，光被以高放大率放大，所以LP02模式以及LP03模式双方被以高放大率放大。另一方面，在LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度高的区域C的一部分以及区域E中，光的放大率不高，所以能够抑制LP01模式的放大。这样，本实施方式的放大用光纤抑制LP01模式的放大，作为放大用光纤50整体，以满足上述式1以及式2的方式积极地放大LP02模式以及LP03模式。这样在放大用光纤50中被积极地放大LP02模式、LP03模式之类的高次模的强度强的地方沿纤芯51的径向分散。因此，即使这样的高次模被放大，与放大LP01模式的情况相比，难以产生非线性光学效应。因此，在放大用光纤50中，抑制被非线性光学效应阻碍的状态下，能够以更高的放大率对光进行放大，作为放大用光纤50整体，能够输出功率高的光。

此外，在放大用光纤50被弯曲的状态下使用时，对高次模来说光的中心也难以向纤芯51的外周侧偏离，模场的面积不易变小。由此，在本实施方式的放大用光纤50中，即使在弯曲的状态下使用，也能够抑制产生因光集中导致的非线性光学效应，与在直线的状态下使用输出的光功率相比，能够抑制输出的光功率变小。

（第二实施方式）

接下来，参照图4对本发明的第二实施方式详细地进行说明。此外，对于与第一实施方式相同或者等同的构成要素，除了特别说明的情况以外标注相同的附图标记以省略重复的说明。图4是表示本发明的第二实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图，是与第一实施方式中的图3相当的图。

如图4（A）所示，本实施方式中的放大用光纤取代第一实施方式中的放大用光纤50的纤芯51，而使用纤芯51a。该纤芯51a与第一实施方式的纤芯51同样，且与划分为中心区域55、中间区域56、外周区域57同样地，被划分为中心区域55a、中间区域56a、外周区域57a。另外，如图4（D）所示，在中心区域55a以及外周区域57a中，以与第一实施方式中的纤芯51的中心区域55以及外周区域57同样的浓度添加有活性元素。但是，本实施方式的放大用光纤的纤芯51a在中间区域56a没有添加活性元素，这点与第一实施方式的放大用光纤50的纤芯51不同。而且，纤芯51a的活性元素的添加与第一实施方式同样地，以满足上述式1以及式2的关系的方式被设定。

在本实施方式的放大用光纤中，在纤芯51a的中间区域56a未添加活性元素，因此在包含LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域C的一部分和区域E的中间区域56a中，LP01模式未被放大。另外，与第一实施方式同样，在包含LP02模式以及LP03模式的强度比LP01模式的强度强的区域亦即区域A和区域G、以及LP02模式的强度比LP01模式的强度强的区域亦即区域B以及区域F的一部分的中心区域55a以及外周区域57a中，光被放大。另外，如上述那样，纤芯51a中以满足上述式1以及式2的方式添加有活性元素，所以作为纤芯51a整体，LP02模式以及LP03模式以比LP01模式高的放大率进行放大。

根据本实施方式的放大用光纤，在包含LP01模式的强度强的区域C的一部分以及区域E的中间区域56a中未添加活性元素，所以在该区域中LP01模式未被放大。因此，作为纤芯51a整体，能够将LP02模式及LP03模式以比LP01模式更高的放大率放大。因此，能够抑制非线性光学效应，即使在输出功率高的光的情况下，也能够输出所希望功率的光。

（第三实施方式）

接下来，参照图5对本发明的第三实施方式详细地进行说明。此外，对于与第一实施方式相同或者等同的构成要素标注相同的附图标记，除了特别说明的情况之外省略重复的说明。图5是表示本发明的第三实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图，是与第一实施方式中的图3相当的图。

如图5（A）所，实施方式中的放大用光纤取代第一实施方式中的放大用光纤50的纤芯51，而使用纤芯51b。该纤芯51b被划分为中心区域55b、中间区域56b、外周区域57b。其中，中心区域55b和中间区域56b的边界与区域B和区域C的边界一致，中间区域56b各外周区域57b的边界与区域E和区域F的边界一致，这点与第一实施方式的纤芯51不同。因此，中间区域56b中包括LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域C以及区域E的全部。

另外，对本实施方式的放大用光纤的纤芯51b来说，使中心区域55b中所添加的活性元素Yb的浓度与第一实施方式的纤芯51的中心区域55中所添加的活性元素Yb的浓度相同，使中间区域56b中所添加的活性元素Yb的浓度与第一实施方式的纤芯51的中间区域56中所添加的活性元素Yb的浓度相同，使外周区域57b中所添加的活性元素Yb的浓度与第一实施方式的纤芯51的外周区域57中所添加的活性元素Yb的浓度相同。

而且，通过这样添加活性元素，从而在本实施方式中，纤芯51b也按照满足式1以及式2的关系的方式被设定。

在本实施方式的放大用光纤中，中间区域56b包括LP01模式比LP02模式以及LP03模式强的区域C以及区域E的全部。该中间区域56b中，将活性元素的浓度抑制得较低，所以在区域C以及区域E中，LP01模式的放大被抑制。另外，在中心区域55b以及外周区域57b中，LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强，在这些区域中，与第一实施方式同样地将活性元素Yb以高浓度添加，因此能够以LP02模式以及LP03模式中的至少一方高的增幅率进行放大。特别是在中心区域55b所包含的区域A、以及外周区域所包含的区域G中，LP02模式以及LP03模式双方的强度比LP01模式的强度强，所以作为光纤整体，LP02模式以及LP03模式双方以比LP01模式高的放大率被放大。

根据本实施方式的放大用光纤，在LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的全部区域中，能够抑制光的放大，因此能够抑制非线性光学效应，作为放大用光纤50整体，在与第一实施方式相比提高光的放大率的情况下，也能够按所希望功率输出光。

（第四实施方式）

接下来，参照图6对本发明的第四实施方式详细地进行说明。此外，对于与第三实施方式相同或者等同的构成要素，标注相同的附图标记，除了特别说明的情况以外省略重复的说明。图6是表示本发明的第四实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图，是与第一实施方式中的图3相当图。

如图6（A）所示，实施方式中的放大用光纤取代第三实施方式中的放大用光纤的纤芯51b，而使用纤芯51c。该纤芯51c与第三实施方式的纤芯51b划分为中心区域55b、中间区域56b、外周区域57b同样地，被划分为中心区域55c、中间区域56c、外周区域57c。而且，如图6（D）所示，在中心区域55c以及外周区域57c中，以与第三实施方式中的纤芯51b的中心区域55b以及外周区域57b同样的浓度添加有活性元素。但是，本实施方式的放大用光纤的纤芯51c在中间区域56c未添加活性元素，这点与第三实施方式的纤芯51b不同。因此，在将LP01模式、LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下的、LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域亦即区域C以及区域E中，未添加有活性元素Yb。

另外，通过以这样的浓度分布添加活性元素，在本实施方式中，纤芯51c也以满足式1以及式2的关系的方式被设定。

本实施方式的放大用光纤中，在包含LP01模式比LP02模式以及LP03模式强的区域C以及区域E的中间区域56c中未添加活性元素，所以在LP01模式的强度强的区域C以及区域E中，光未被放大，由此，作为光纤整体，抑制LP01模式的放大。另外，与第三实施方式同样，在LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域亦即中心区域55c以及外周区域57c，光以高放大率被放大，所以作为放大用光纤整体，LP02模式以及LP03模式以高放大率被放大。

根据本实施方式的放大用光纤，在中间区域56c中，光未被放大，所以作为光纤整体，能够进一步抑制LP01模式的放大，能够输出更高功率的光。

（第五实施方式）

接下来，参照图7对本发明的第五实施方式详细地进行说明。此外，对于与第一实施方式相同或者等同的构成要素，标注相同的附图标记，除了特别说明的情况下省略重复的说明。图7是表示本发明的第五实施方式的放大用光纤的纤芯的样子的图，是与第一实施方式的图3相当的图。

如图7（A）所示，实施方式中的放大用光纤取代第一实施方式中的放大用光纤的纤芯51，而使用纤芯51d。如图7（D）所示，该纤芯51d在区域A、区域B、区域D、区域F、区域G以高浓度添加有活性元素Yb，在区域C、区域E中，以比区域A等低的浓度添加有活性元素Yb。即，对本实施方式的放大用光纤的纤芯51来说，在将LP01模式、LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下的、LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域（区域A，区域B，区域D，区域F，区域G）的全部区域中，以高于LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的全部区域（区域C，区域E）的浓度添加活性元素。

而且，在本实施方式中，也满足上述的式1以及式2。

在这样的放大用光纤中，在LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域中，光以高放大率被放大，在LP01模式的强度比LP02模式、LP03模式的强度强的区域中，光以低放大率被放大。因此，根据本实施方式的放大用光纤，抑制LP01模式的放大，能够进一步放大LP02模式以及LP03模式，由此能够以更高的放大率对光进行放大。

此外，在本实施方式的放大用光纤的纤芯51中，也可以是在将LP01模式、LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下的、LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域中，未添加活性元素的构成。换句话说也可以是在区域C以及区域E中未添加活性元素的构成。通过这样构成，从而在LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域，光不被放大，能够进一步抑制LP01模式的放大。因此，能够进一步抑制产生非线性光学效应。

（第6实施方式）

接下来，参照图8来详细说明本发明的第六实施方式。此外，对于与第一实施方式相同或者等同的构成要素，标注相同的附图标记，除了特别说明的情况以外，省略重复的说明。图8是表示本发明的第六实施方式的谐振器的图。

如图8所示，本实施方式的谐振器2作为主要构成具备激励光源20、放大用光纤50、光纤合束器30、设置在放大用光纤50和光纤合束器30之间的双包层光纤65、设置在双包层光纤65上的第一FBG61、设置在放大用光纤50的与双包层光纤65侧相反侧的多模光纤66、以及设置在多模光纤66的第二FBG62。

双包层光纤65的与长度方向垂直的剖面构造与放大用光纤相同，由纤芯、包覆纤芯的包层、以及包覆包层的外部包层构成。双包层光纤65的纤芯、包层以及外部包层的外径、折射率等虽然与放大用光纤50的纤芯、包层以及外部包层大致相同，但在双包层光纤65的纤芯中未添加活性元素。而且，和在第一实施方式中，放大用光纤50与光纤合束器30连接同样地，双包层光纤65的一端与光纤合束器30连接，多模光纤22的纤芯和双包层光纤65的包层光学连接。另外，双包层光纤65的另一端与放大用光纤50连接，双包层光纤65的纤芯与放大用光纤50的纤芯51连接，双包层光纤65的包层和放大用光纤50的包层52连接。

另外，在双包层光纤65的纤芯上设置有第一FBG61。这样第一FBG61设置在放大用光纤50的一侧。第一FBG61构成为：将沿着双包层光纤65的长度方向以恒定周期将折射率变高的部分重复，通过调整该周期，而将变成激励状态的放大用光纤50的活性元素辐射出的光的至少一部分波长反射。第一FBG61在如上述那样活性元素为Yb的情况下，例如在1070nm处反射率例如为100％。

另外，设置在放大用光纤50的与双包层光纤65侧相反侧的多模光纤66与放大用光纤50同样地，以传播LP01模式、LP02模式、LP03模式的方式，设定纤芯的直径、纤芯以及包层的折射率。另外，多模光纤66的一端与放大用光纤50连接，另一端什么都未连接而成为自由端，放大用光纤50的纤芯51与多模光纤66的纤芯连接。

另外，在多模光纤66的纤芯中设置有第二FBG62。这样第二FBG62设置在放大用光纤50的另一侧。第二FBG62构成为：沿着多模光纤66的长度方向以恒定周期将折射率变高的部分重复，将与第一FBG61反射的光相同波长的光以比第一FBG61低的反射率反射，例如，构成为将与第一FBG61反射的光相同波长的光以50％的反射率反射。

在这样的谐振器2中，若激励光从激励光源20的各个激光二极管21输出，则该激励光在光纤合束器30中，输入至双包层光纤65的包层，并从双包层光纤65的包层输入到放大用光纤50的包层。而且，与第一实施方式同样地，使放大用光纤50的纤芯51中所添加的活性元素变成激励状态。而且变成激励状态的活性元素辐射出特定波长的自发辐射光。此时的自发辐射光例如是中心波长为1070nm、且具有恒定频带的光。该自发辐射光在放大用光纤50的纤芯51中传播，通过设置在双包层光纤65的纤芯中的第一FBG61而被反射，被反射的光被第二FBG62反射，产生光的谐振。另外，光在放大用光纤50的纤芯51中传播时被放大，一部分的光透过第二FBG，从多模光纤66输出。

在本实施方式中，光在放大用光纤50的纤芯51中传播时，LP02模式以及LP03模式与LP01模式的光相比被较强地放大，所以抑制非线性光学效应，在输出功率高的光的情况下，也能够输出所希望的功率的光。

此外，在本实施方式中，作为放大用光纤，以使用了第一实施方式的放大用光纤50的例子进行了说明，但也可以使用第二实施方式～第五实施方式所说明的放大用光纤50。

以上，对于本发明，以第一～第六实施方式为例进行了说明，但本发明并不限定于这些。

例如，上述的实施方式的放大用光纤50采用在包层52内仅配置纤芯51（51a，51b，51c，51d）的构造，但本发明并局限于此。例如，也可以在第一实施方式的放大用光纤50的包层52内设置一对应力施加部。图9是表示这样的第一实施方式的放大用光纤50的变形例的图。此外，对于与第一实施方式相同或者等同的构成要素，标注相同的附图标记，除了特别说明的情况以外，省略重复的说明。

在图9中，放大用光纤54与第一实施方式的放大用光纤50的不同之处在于：夹着纤芯51的一对应力施加部58被设置在包层52内。换句话说，本变形例的放大用光纤54为偏振保持光纤（PANDA fiber）。例如，如上述那样，在纤芯51的直径为30μm，纤芯51和包层52的相对折射率差为0．32％的情况下，对于各个应力施加部58而言，例如，直径为35μm，与包层52的相对折射率差为－1％，与纤芯51的外周面隔开5μm的间隔而设置。作为构成应力施加部58的材料，例如，能够列举添加了作为掺杂剂的硼（B）的石英。通过设置这样的应力施加部58，能够传播单一偏振的光。这样的放大用光纤54能够使输入到纤芯51的光和从纤芯51输出的光的偏振消光比为20dB左右。

通过输出该单一偏振的光，与输出不是单一偏振的光的情况相比，能够有效地波长转换为要输出的光。例如，在图1的光纤放大器1中，取代放大用光纤50而使用放大用光纤54，在放大用光纤54的输出端连接波长变换用光纤等波长变换器，由此能够得到高效地被波长变换的光。例如，从种子光源10输出波长为近红外区域的种子光，能够得到可见光区域、紫外光区域的光。另外，在图8所示的谐振器中，也取代放大用光纤50，而使用放大用光纤54，通过在谐振器的输出端连接波长变换器，而能够由从放大用光纤54输出的光得到高效地被波长变换的光。因此，能够得到与第一FBG61、第二FBG62的反射频带不同的频带的光。

这样的应力施加部在具有第二～第五实施方式那样的纤芯的放大用光纤中，也可以与上述第一实施方式的变形例同样地被设置在包层中。

另外，在上述各个本实施方式中，虽纤芯内的活性元素的添加浓度分布满足式1以及式2的关系，但只要是满足式1以及式2的关系中的任意一方，就能够将LP02模式以及LP03模式中的任意一个以比LP01模式高的放大率进行放大，与以往比较，能够将LP02模式以及LP03模式的任意一个以比LP01模式高的放大率放大，所以与以往的放大用光纤比较，即使在输出功率高的光的情况下，也能够输出所希望的功率的光。

另外，在第一实施方式以及第二实施方式，在区域D中，也可以以比其他中间区域高的浓度添加活性元素。例如，在区域D中，也可以添加有与中心区域、外周区域同样浓度的活性元素。由此，在纤芯中，在将LP01模式以及LP02模式以及LP03模式以功率标准化的情况下的、LP02模式以及LP03模式中的至少一方的强度比LP01模式的强度强的区域的全部（区域A，区域B，区域D，区域F的一部分，区域G）中，被以高于LP01模式的强度比LP02模式以及LP03模式的强度强的区域的至少一部分（区域C的一部分、区域E）的浓度添加活性元素，同时满足上述的式1以及式2。通过这样构成，与第一实施方式以及第二实施方式相比，进一步以高放大率对LP03模式进行放大。

另外，上述各个实施方式的放大用光纤50中，在中心区域、中间区域、外周区域中，活性元素Yb添加浓度设定为两种，但只要满足式1以及式2的至少一方的关系，也可以与两种不同，而是变化为三种以上的分布，还可以是连续地变化的分布。

另外，在第一实施方式～第四实施方式中，可以只要满足上述的式1以及式2的至少一方，就不在外周区域中添加活性元素，或者，也可以只要满足上述的式1以及式2的至少一方，就不在中心区域添加活性元素。在这样构成的情况下，在所输入的光中LP02模式以及LP03模式中的至少一方也被以比LP01模式高的放大率放大。

另外，在第一实施方式～第四实施方式中，只要满足式1以及式2的至少一方，也可以使添加到中心区域55b以及外周区域57b中的活性元素为相互不同的浓度。

另外，在第一～第六实施方式中，放大用光纤采用输入至纤芯的光中LP03以上的高次模不被传播的构成，但也可以是传播LP03模式以上的高次模的构成。

另外，在第一～第五实施方式中，以将激励光从放大用光纤的与输出端侧相反侧的端面输入的向前激励构成为例进行了说明，但也可以采用将激励光用的光纤合束器设置在放大用光纤的输出端侧，将激励光从放大用光纤的输出端侧端面输入的向后激励构成。

另外，作为与种子光源10连接的光纤，可以使用多模光纤，向放大用光纤输入多模光。此时，对于光纤合束器的种子光传播用的光纤使用多模光纤，使与种子光源连接的多模光纤的中心轴、和光纤合束器的种子光传播用的光纤的中心轴大致一致地熔融连接。由此，对该多模光纤来说，传播轴对称的模，输入到放大用光纤的种子光为由轴对称的模构成的光。由此，输入到放大用光纤的种子光除了LP01模式之外，仅为轴对称的高次模。由此，与输入到放大用光纤的种子光包含非轴对称的高次模的情况相比，能够输出容易进行聚光的良好光束品质的光。作为这样的多模光纤的一个例子，可列举传播LP01模式以及LP02模式以及LP03模式，且不传播LP04模以上的高次模的多模光纤。作为这样的多模光纤，在纤芯中传播的光为1070μm的情况下，使纤芯的直径为30μm，使纤芯和包层的相对折射率差为0．32％即可。

此外，上述实施方式所说明的光纤放大器1、谐振器2能够直接用作光纤激光装置。

产业上的可利用性

如以上说明那样，根据本发明，提供能够输出所希望的功率的光的放大用光纤、以及使用其的光纤放大器以及谐振器，能够应用于使用激光的加工领域、医疗领域等。

附图标记说明

1…光纤放大器；2…谐振器；10…种子光源；15…单模光纤；20…激励光源；21…激光二极管；22…多模光纤；30…光纤合束器；50、54…放大用光纤；51、51a、51b、51c、51d…纤芯；52…包层；53…外部包层；55、55a、55b、55c…中心区域；56、56a、56b、56c…中间区域；57、57a、57b、57c…外周区域；58…应力施加部；61…第一FBG；62…第二FBG。

Claims (16)

1.一种放大用光纤，是具有纤芯和包覆所述纤芯的包层的放大用光纤，所述纤芯至少以LP01模式、LP02模式以及LP03模式传播规定波长的光，所述放大用光纤的特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式以及所述LP03模式中的至少一方的强度比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域的至少一部分相比高的浓度添加对所述规定波长的光进行受激辐射的活性元素，并且满足下述式1以及式2中的至少一方，

${\∫}_0^{b}n\left(r\right)\×\{I_{02}\left(r\right)-I_{01}\left(r\right)\}\mathrm{rdr}>0$ ···式1

${\∫}_0^{b}n\left(r\right)\×\{I_{03}\left(r\right)-I_{01}\left(r\right)\}\mathrm{rdr}>0$ ···式2

其中，r是所述纤芯在径向上距中心的距离，I₀₁(r)是所述LP01模式的所述纤芯在径向上距中心为距离r处的强度，I₀₂(r)是所述LP02模式的所述纤芯在径向上距中心为距离r处的强度，I₀₃(r)是所述LP03模式的所述纤芯在径向上距中心为距离r处的强度，n(r)是所述纤芯在径向上距中心为距离r处的活性元素的添加浓度，b为所述纤芯的半径。

2.根据权利要求1所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式的强度比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分以及所述LP03模式的强度比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，分别以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域的至少一部分相比高的浓度添加所述活性元素，

并且满足所述式1以及所述式2这两者。

3.根据权利要求2所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式的强度以及所述LP03模式的强度都比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域的至少一部分相比高的浓度添加所述活性元素。

4.根据权利要求3所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式的强度以及所述LP03模式的强度都比所述LP01模式的强度强的全部区域，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域中的至少一部分相比高的浓度添加所述活性元素。

5.根据权利要求1所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式以及所述LP03模式中的至少一方的强度比所述LP01模式的强度强的全部区域，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域中的至少一部分相比高的浓度添加所述活性元素，

并且满足所述式1以及所述式2这两者。

6.根据权利要求1所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域中的至少一部分，未添加所述活性元素。

7.根据权利要求1所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式以及所述LP03模式中的至少一方的强度比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加对所述规定波长的光进行受激辐射的活性元素。

8.根据权利要求7所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式的强度比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分以及在所述LP03模式的强度比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，分别以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加所述活性元素，

并且满足所述式1以及所述式2这两者。

9.根据权利要求8所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式的强度以及所述LP03模式的强度都比所述LP01模式的强度强的区域的至少一部分，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加所述活性元素。

10.根据权利要求9所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式的强度以及所述LP03模式的强度都比所述LP01模式的强度强的全部区域，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加所述活性元素。

11.根据权利要求7所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述纤芯中，在将所述LP01模式、所述LP02模式以及所述LP03模式以功率进行标准化的情况下、所述LP02模式以及所述LP03模式中的至少一方的强度比所述LP01模式的强度强的全部区域，以与所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的全部区域相比高的浓度添加所述活性元素，

并且满足所述式1以及所述式2这两者。

12.根据权利要求7所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述LP01模式的强度比所述LP02模式以及所述LP03模式的强度强的区域，未添加所述活性元素。

13.根据权利要求1所述的放大用光纤，其特征在于，

在所述包层内设置有夹着所述纤芯的一对应力施加部。

14.一种光纤放大器，其具备：激励光源，其输出对所述放大用光纤的所述活性元素进行激励的激励光，所述光纤放大器的特征在于，具备:

权利要求1～13中任一项所述的放大用光纤；

种子光源，其使包含LP02模式以及LP03模式的种子光输入到所述放大用光纤。

15.根据权利要求14所述的光纤放大器，其特征在于，

输入到所述放大用光纤的种子光仅激振所述放大用光纤的轴对称的模式。

16.一种谐振器，其具备：激励光源，其输出对所述放大用光纤的所述活性元素进行激励的激励光；第一FBG，其设置在所述放大用光纤的一侧，对被所述激励光激励的所述活性元素辐射出的光的至少一部分波长的光进行反射；以及第二FBG，其设置在所述放大用光纤的另一侧，对与所述第一FBG所反射的光相同波长的光以比所述第一FBG低的反射率进行反射，所述谐振器的特征在于，具备：

权利要求1～13中任一项所述的放大用光纤。