JP2001013346A - ダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅器及びファイバレーザー - Google Patents
ダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅器及びファイバレーザーInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のダブルクラッドファイバは形状が複雑
で製作に手間がかかりコスト高であった。 【解決手段】 本発明のダブルクラッドファイバは、第
１クラッド２が２以上の直線状の反射面４を有し、それ
ら反射面４はコア１に対する向きが光伝播方向の任意箇
所で変化している。第１クラッド２が２以上の直線状の
反射面４を有し、第１クラッド２をコア１の回転対称軸
Ｘを中心に捩じることにより、コア１に対する反射面４
の向きを光伝播方向の任意箇所で変化させた。第１クラ
ッド２とコア１、又は第１クラッド２と第２クラッド
３、又は第１クラッド２とコア１と第２クラッド３の全
てを、コア１の回転対称軸Ｘを中心に捩じることによ
り、コア１に対する反射面４の向きを光伝播方向の任意
箇所で変化させた。本発明の光増幅器は必要箇所に前記
ダブルクラッドファイバのいずれかを用いた。本発明の
ファイバレーザーは励起光をレーザー発振させながら伝
送可能な光ファイバーに前記ダブルクラッドファイバの
いずれかを用いた。
で製作に手間がかかりコスト高であった。 【解決手段】 本発明のダブルクラッドファイバは、第
１クラッド２が２以上の直線状の反射面４を有し、それ
ら反射面４はコア１に対する向きが光伝播方向の任意箇
所で変化している。第１クラッド２が２以上の直線状の
反射面４を有し、第１クラッド２をコア１の回転対称軸
Ｘを中心に捩じることにより、コア１に対する反射面４
の向きを光伝播方向の任意箇所で変化させた。第１クラ
ッド２とコア１、又は第１クラッド２と第２クラッド
３、又は第１クラッド２とコア１と第２クラッド３の全
てを、コア１の回転対称軸Ｘを中心に捩じることによ
り、コア１に対する反射面４の向きを光伝播方向の任意
箇所で変化させた。本発明の光増幅器は必要箇所に前記
ダブルクラッドファイバのいずれかを用いた。本発明の
ファイバレーザーは励起光をレーザー発振させながら伝
送可能な光ファイバーに前記ダブルクラッドファイバの
いずれかを用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高出力の光を必要と
する全ての分野において利用可能であり、例えば光ファ
イバ通信や衛星間通信、レーザマーカー、医学用レーザ
メス、レーザ核融合、レーザプリンタ、レーザコピー、
半導体露光器用光源等に利用可能なものである。
する全ての分野において利用可能であり、例えば光ファ
イバ通信や衛星間通信、レーザマーカー、医学用レーザ
メス、レーザ核融合、レーザプリンタ、レーザコピー、
半導体露光器用光源等に利用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年のレーザ技術の進化と共に、より高
出力の信号光や光出力が求められるようになってきた。
例えば通信の分野では光ファイバ増幅器により信号光を
増幅する技術が用いられている。この技術は信号光と励
起光を増幅媒質が添加された光増幅用ファイバに入射さ
せることによって、反転分布作用によって信号光を増幅
して出力するものである。この技術は高出力の信号光を
安く、簡単に、高効率で実現する手段として広く用いら
れている。
出力の信号光や光出力が求められるようになってきた。
例えば通信の分野では光ファイバ増幅器により信号光を
増幅する技術が用いられている。この技術は信号光と励
起光を増幅媒質が添加された光増幅用ファイバに入射さ
せることによって、反転分布作用によって信号光を増幅
して出力するものである。この技術は高出力の信号光を
安く、簡単に、高効率で実現する手段として広く用いら
れている。
【０００３】さらに、信号光の光出力を１Ｗ以上とする
ための手段の１つとして、前記光増幅用ファイバやファ
イバレーザ（励起光源）にダブルクラッドファイバを用
いた技術がある。ダブルクラッドファイバとは図８に示
すように光増幅媒質が添加されたコアＡの外側に励起光
を伝播させるための第１クラッドＢが形成され、その外
側に第１クラッドＢに注入された励起光を第１クラッド
Ｂ内に全反射させる第２クラッドＣが形成された光ファ
イバであり、励起光を前記第１クラッドＢに注入する
と、注入された励起光が第１クラッドＢ内を全反射しな
がら伝播する間にコアＡに添加されている光増幅媒質に
励起パワーを供給してコアＡ内を伝播する光（信号光や
ビーム等）を増幅することができるようにしたものであ
る。
ための手段の１つとして、前記光増幅用ファイバやファ
イバレーザ（励起光源）にダブルクラッドファイバを用
いた技術がある。ダブルクラッドファイバとは図８に示
すように光増幅媒質が添加されたコアＡの外側に励起光
を伝播させるための第１クラッドＢが形成され、その外
側に第１クラッドＢに注入された励起光を第１クラッド
Ｂ内に全反射させる第２クラッドＣが形成された光ファ
イバであり、励起光を前記第１クラッドＢに注入する
と、注入された励起光が第１クラッドＢ内を全反射しな
がら伝播する間にコアＡに添加されている光増幅媒質に
励起パワーを供給してコアＡ内を伝播する光（信号光や
ビーム等）を増幅することができるようにしたものであ
る。
【０００４】ここでダブルクラッドファイバの第１クラ
ッドの形状に回転対称性があると、図９に示すように第
１クラッドＢの反射面ＣのコアＡに対する角度は常に一
定であるため、第１クラッドＢに入射した励起光は一定
角度で螺旋を描きながら同第１クラッドＢ内を伝播す
る。従って、最初にコアＡから外れた励起光は何度反射
してもコアＡに結合することはない。この結果、コアＡ
に結合して同コアＡに励起パワーを供給できるのは入射
した全励起光のうち僅かにすぎないといった難点があっ
た。
ッドの形状に回転対称性があると、図９に示すように第
１クラッドＢの反射面ＣのコアＡに対する角度は常に一
定であるため、第１クラッドＢに入射した励起光は一定
角度で螺旋を描きながら同第１クラッドＢ内を伝播す
る。従って、最初にコアＡから外れた励起光は何度反射
してもコアＡに結合することはない。この結果、コアＡ
に結合して同コアＡに励起パワーを供給できるのは入射
した全励起光のうち僅かにすぎないといった難点があっ
た。
【０００５】そこで、第１クラッドの断面形状を異形と
して回転対称性を無くすことによって、励起光を効率良
くコアに集めるようにしたダブルクラッドファイバが既
に開発されている。特開平７−５０４０４９号や特開平
９−１９４２２５号等に示されるものがそれである。
して回転対称性を無くすことによって、励起光を効率良
くコアに集めるようにしたダブルクラッドファイバが既
に開発されている。特開平７−５０４０４９号や特開平
９−１９４２２５号等に示されるものがそれである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平７
−５０４０４９号や特開口平９−１９４２２５号に代表
される従来のダブルクラッドファイバは２次元の断面で
の励起光とコアの結合効率のみに注目しているため、第
１クラッドの形状が複雑になり、製作に手間やコストが
かかるといった課題がある。
−５０４０４９号や特開口平９−１９４２２５号に代表
される従来のダブルクラッドファイバは２次元の断面で
の励起光とコアの結合効率のみに注目しているため、第
１クラッドの形状が複雑になり、製作に手間やコストが
かかるといった課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は第１クラ
ッドがある断面ごとでは回転対称性を有するが、ファイ
バの長手方向に重ねてみると回転対称性がなくなるよう
にすることで、当該第１クラッドに注入された励起光が
効率良くコアに結合し、製作に手間やコストがかかるこ
ともないダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅
器及びファイバレーザーを提供することにある。
ッドがある断面ごとでは回転対称性を有するが、ファイ
バの長手方向に重ねてみると回転対称性がなくなるよう
にすることで、当該第１クラッドに注入された励起光が
効率良くコアに結合し、製作に手間やコストがかかるこ
ともないダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅
器及びファイバレーザーを提供することにある。
【０００８】本件出願の第１のダブルクラッドファイバ
は、光増幅媒質を含むコアの外側に第１クラッドが形成
され、その外側に第２クラッドが形成されたダブルクラ
ッドファイバにおいて、第１クラッドが２以上の直線状
の反射面を有し、それら反射面はコアに対する向きが光
伝播方向の任意箇所で変化しているものである。
は、光増幅媒質を含むコアの外側に第１クラッドが形成
され、その外側に第２クラッドが形成されたダブルクラ
ッドファイバにおいて、第１クラッドが２以上の直線状
の反射面を有し、それら反射面はコアに対する向きが光
伝播方向の任意箇所で変化しているものである。
【０００９】本件出願の第２のダブルクラッドファイバ
は、光増幅媒質を含むコアの外側に第１クラッドが形成
され、その外側に第２クラッドが形成されたダブルクラ
ッドファイバにおいて、第１クラッドが２以上の直線状
の反射面を有し、第１クラッドをコアの回転対称軸を中
心に捩じることにより、コアに対する反射面の向きを光
伝播方向の任意箇所で変化させたものである。
は、光増幅媒質を含むコアの外側に第１クラッドが形成
され、その外側に第２クラッドが形成されたダブルクラ
ッドファイバにおいて、第１クラッドが２以上の直線状
の反射面を有し、第１クラッドをコアの回転対称軸を中
心に捩じることにより、コアに対する反射面の向きを光
伝播方向の任意箇所で変化させたものである。
【００１０】本件出願の第３のダブルクラッドファイバ
は、光増幅媒質を含むコアの外側に第１クラッドが形成
され、その外側に第２クラッドが形成されたダブルクラ
ッドファイバにおいて、第１クラッドが２以上の直線状
の反射面を有し、第１クラッドとコア、又は第１クラッ
ドと第２クラッド、又は第１クラッドとコアと第２クラ
ッドの全てを、コアの回転対称軸を中心に捩じることに
より、コアに対する反射面の向きを光伝播方向の任意箇
所で変化させたものである。
は、光増幅媒質を含むコアの外側に第１クラッドが形成
され、その外側に第２クラッドが形成されたダブルクラ
ッドファイバにおいて、第１クラッドが２以上の直線状
の反射面を有し、第１クラッドとコア、又は第１クラッ
ドと第２クラッド、又は第１クラッドとコアと第２クラ
ッドの全てを、コアの回転対称軸を中心に捩じることに
より、コアに対する反射面の向きを光伝播方向の任意箇
所で変化させたものである。
【００１１】本件出願の光増幅器は、信号光を光増幅用
ファイバにおいて励起光によって増幅させる光増幅器の
必要箇所に、前記第１〜第３のいずれかのダブルクラッ
ドファイバを用いたものである。
ファイバにおいて励起光によって増幅させる光増幅器の
必要箇所に、前記第１〜第３のいずれかのダブルクラッ
ドファイバを用いたものである。
【００１２】本件出願のファイバレーザーは、励起光源
と、その励起光源が発生する励起光をレーザー発振させ
ながら伝送可能な光ファイバとを備えたファイバレーザ
ーにおいて、前記光ファイバに前記第１〜第３のいずれ
かのダブルクラッドファイバを用いたものである。
と、その励起光源が発生する励起光をレーザー発振させ
ながら伝送可能な光ファイバとを備えたファイバレーザ
ーにおいて、前記光ファイバに前記第１〜第３のいずれ
かのダブルクラッドファイバを用いたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】（ダブルクラッドファイバの実施
形態１）本発明のダブルクラッドファイバの第１の実施
形態を図１に基づいて説明する。図１に示すものは光増
幅媒質としてエルビウム（Ｅｒ）とイッテルビウム（Ｙ
ｂ）が共添加されたコア１の外側に断面矩形の第１クラ
ッド２が形成され、その外側に第２クラッド３が形成さ
れ、その外側に保護層（図示しない）が形成されたダブ
ルクラッドファイバにおける前記第１クラッド２を回転
対称軸Ｘを中心に９０°捩じり、当該第１クラッド２の
捩じれの向きがファイバの長手方向のある部位と、他の
ある部位とで逆向きとなるようにした。
形態１）本発明のダブルクラッドファイバの第１の実施
形態を図１に基づいて説明する。図１に示すものは光増
幅媒質としてエルビウム（Ｅｒ）とイッテルビウム（Ｙ
ｂ）が共添加されたコア１の外側に断面矩形の第１クラ
ッド２が形成され、その外側に第２クラッド３が形成さ
れ、その外側に保護層（図示しない）が形成されたダブ
ルクラッドファイバにおける前記第１クラッド２を回転
対称軸Ｘを中心に９０°捩じり、当該第１クラッド２の
捩じれの向きがファイバの長手方向のある部位と、他の
ある部位とで逆向きとなるようにした。
【００１４】断面矩形として２以上の直線状の反射面４
（図２）を備えた第１クラッドを回転対称軸Ｘを中心と
して前記のように捻じると、ファイバの長手方向におけ
るある単位長当たりの第１クラッド２の捩じれ量が異な
ることになる。即ち、第１クラッドの反射面４のコア１
に対する角度が光伝播方向において異なるため、図２に
示すように第１クラッド２内を伝播する励起光はある距
離だけ進むと、反射面４が面ａｂｃｄから面ＡＢＣＤに
変わり、夫々の反射は全反射であるが、夫々の辺での反
射角度が変わり、いずれはコア１に結合することにな
る。従って、入射した励起光の無駄がなく、励起エネル
ギーを効率良くコアに供給することができる。
（図２）を備えた第１クラッドを回転対称軸Ｘを中心と
して前記のように捻じると、ファイバの長手方向におけ
るある単位長当たりの第１クラッド２の捩じれ量が異な
ることになる。即ち、第１クラッドの反射面４のコア１
に対する角度が光伝播方向において異なるため、図２に
示すように第１クラッド２内を伝播する励起光はある距
離だけ進むと、反射面４が面ａｂｃｄから面ＡＢＣＤに
変わり、夫々の反射は全反射であるが、夫々の辺での反
射角度が変わり、いずれはコア１に結合することにな
る。従って、入射した励起光の無駄がなく、励起エネル
ギーを効率良くコアに供給することができる。
【００１５】（ダブルクラッドファイバの他の実施形
態）本発明のダブルクラッドファイバは図３（ａ）に示
すように第１クラッド２を回転対称軸Ｘを中心として１
８０°捻じったものでも良く、図３（ｂ）に示すように
３６０°以上捻じったものであってもよい。また、コア
１、第１クラッド２、第２クラッド３、保護層の全てを
一体として捻じってもよく、第１クラッド２とコア１、
又は第１クラッド２と第２クラッド３だけを捻じっても
よい。要は励起光の入射端面から出射端面までの間に第
１クラッド２に９０°以上の捻じれが存在し、ファイバ
の長手方向におけるある単位長当たりの第１クラッド２
の捩じれ量が異なればよい。
態）本発明のダブルクラッドファイバは図３（ａ）に示
すように第１クラッド２を回転対称軸Ｘを中心として１
８０°捻じったものでも良く、図３（ｂ）に示すように
３６０°以上捻じったものであってもよい。また、コア
１、第１クラッド２、第２クラッド３、保護層の全てを
一体として捻じってもよく、第１クラッド２とコア１、
又は第１クラッド２と第２クラッド３だけを捻じっても
よい。要は励起光の入射端面から出射端面までの間に第
１クラッド２に９０°以上の捻じれが存在し、ファイバ
の長手方向におけるある単位長当たりの第１クラッド２
の捩じれ量が異なればよい。
【００１６】また、第１クラッド２を捩じることなく２
以上の反射面４を有する第１クラッドの当該反射面４の
コア１に対する角度を光伝播方向の任意箇所で変化させ
ることによっても第１クラッド２内を伝播する励起光が
ある距離だけ進むと、反射面４が変わって励起光がコア
１に結合されるようにすることもできる。
以上の反射面４を有する第１クラッドの当該反射面４の
コア１に対する角度を光伝播方向の任意箇所で変化させ
ることによっても第１クラッド２内を伝播する励起光が
ある距離だけ進むと、反射面４が変わって励起光がコア
１に結合されるようにすることもできる。
【００１７】第１クラッド２の断面形状は矩形に限られ
るものではなく、回転対称性を有するすべての形状、例
えば三角形（図４ａ）、正方形（図４ｂ）、正多角形
（図４ｃ）や図４（ｄ）に示すような形状、さらには回
転対称性を有さない形状でもよい。要は、第１クラッド
２を捩じることによって、又は他の任意の方法によっ
て、当該第１クラッド２の反射面４のコア１に対する向
きをファイバの長手方向におけるある単位長ごとに異な
らせることが可能な形状であれば如何なる形状であって
もよい。但し、第１クラッド２の断面形状を矩形とする
と、同第１クラッド２に入射した励起光は当該第１クラ
ッド２の矩形断面内を折り返しながら一定の割合で平行
移動して行く。従って、第１クラッド２の断面をａ×
ｂ、励起光の方向を示す角度をθとすれば、そのｙ軸方
向への移動速度は ｙ＝２（ａｔａｎθ−ｂ）となって
位置に無関係となる。即ち、第１クラッド２内に入射し
た励起光はどれも平等にコアに吸収されることになるた
め最も平等な吸収係数を得ることができる。
るものではなく、回転対称性を有するすべての形状、例
えば三角形（図４ａ）、正方形（図４ｂ）、正多角形
（図４ｃ）や図４（ｄ）に示すような形状、さらには回
転対称性を有さない形状でもよい。要は、第１クラッド
２を捩じることによって、又は他の任意の方法によっ
て、当該第１クラッド２の反射面４のコア１に対する向
きをファイバの長手方向におけるある単位長ごとに異な
らせることが可能な形状であれば如何なる形状であって
もよい。但し、第１クラッド２の断面形状を矩形とする
と、同第１クラッド２に入射した励起光は当該第１クラ
ッド２の矩形断面内を折り返しながら一定の割合で平行
移動して行く。従って、第１クラッド２の断面をａ×
ｂ、励起光の方向を示す角度をθとすれば、そのｙ軸方
向への移動速度は ｙ＝２（ａｔａｎθ−ｂ）となって
位置に無関係となる。即ち、第１クラッド２内に入射し
た励起光はどれも平等にコアに吸収されることになるた
め最も平等な吸収係数を得ることができる。
【００１８】コア１に添加する光増幅媒質はエルビウム
（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）に限られるものでは
なく、既存の又は新規な光増幅媒質の全ての中から所望
のものを選択して添加することができる。また、２種以
上の光増幅媒質を共添加してもよく、１つの光増幅媒質
のみを添加してもよい。
（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）に限られるものでは
なく、既存の又は新規な光増幅媒質の全ての中から所望
のものを選択して添加することができる。また、２種以
上の光増幅媒質を共添加してもよく、１つの光増幅媒質
のみを添加してもよい。
【００１９】本発明のダブルクラッドファイバを得るに
は例えば、まっすぐなダブルクラッドファイバを回転対
称軸Ｘを中心として所望角度だけ捻じった状態で系に固
定してもよく、また、ダブルクラッドファイバを回転対
称軸Ｘを中心として所望角度だけ捩じりながら線引きし
てもよい。
は例えば、まっすぐなダブルクラッドファイバを回転対
称軸Ｘを中心として所望角度だけ捻じった状態で系に固
定してもよく、また、ダブルクラッドファイバを回転対
称軸Ｘを中心として所望角度だけ捩じりながら線引きし
てもよい。
【００２０】（光増幅器の実施形態１）本発明の光増幅
器の第１の実施形態を図５に基づいて説明する。図５に
示す光増幅器は１５５０ｎｍ帯用の通信用光増幅器であ
り、信号光には１５２０ｎｍ〜１５６０ｎｍの光が用い
られるものである。この光増幅器は同図に示すように、
励起光源１０と、励起光を伝播させる励起光伝播用ファ
イバ１１と、信号光を伝播させる信号光伝播用ファイバ
１２と、光増幅用ファイバ１３と、励起光と信号光を合
波して光増幅用ファイバ１３へ結合する光結合器１４と
を備え、光増幅用ファイバ１３に前記本発明のダブルク
ラッドファイバを用いたものである。尚、当該本発明の
ダブルクラッドファイバを用いた光増幅用ファイバ１３
のコアには光増幅媒質としてエルビウム（Ｅｒ）とイッ
テルビウム（Ｙｂ）が共添加してある。
器の第１の実施形態を図５に基づいて説明する。図５に
示す光増幅器は１５５０ｎｍ帯用の通信用光増幅器であ
り、信号光には１５２０ｎｍ〜１５６０ｎｍの光が用い
られるものである。この光増幅器は同図に示すように、
励起光源１０と、励起光を伝播させる励起光伝播用ファ
イバ１１と、信号光を伝播させる信号光伝播用ファイバ
１２と、光増幅用ファイバ１３と、励起光と信号光を合
波して光増幅用ファイバ１３へ結合する光結合器１４と
を備え、光増幅用ファイバ１３に前記本発明のダブルク
ラッドファイバを用いたものである。尚、当該本発明の
ダブルクラッドファイバを用いた光増幅用ファイバ１３
のコアには光増幅媒質としてエルビウム（Ｅｒ）とイッ
テルビウム（Ｙｂ）が共添加してある。
【００２１】図５に示す光増幅器では前記光増幅用ファ
イバ１３以外の構成要素は従来からこの種の光増幅器に
使用されているものと同一のものが使用されており、前
記励起光源１０は９７５±５ｎｍの励起光を発振するマ
ルチモード半導体レーザ、励起光伝播用ファイバ１１は
マルチモード光ファイバ、信号光伝播用ファイバ１２は
シングルモード光ファイバである。但し、用途その他に
応じて前記以外の励起光源や光ファイバを使用すること
もできる。また、如何なる励起光源を用いた場合も励起
光の波長は前記９７５±５ｎｍに限られず９２０〜９９
０ｎｍのうちの任意の波長とすることができる。
イバ１３以外の構成要素は従来からこの種の光増幅器に
使用されているものと同一のものが使用されており、前
記励起光源１０は９７５±５ｎｍの励起光を発振するマ
ルチモード半導体レーザ、励起光伝播用ファイバ１１は
マルチモード光ファイバ、信号光伝播用ファイバ１２は
シングルモード光ファイバである。但し、用途その他に
応じて前記以外の励起光源や光ファイバを使用すること
もできる。また、如何なる励起光源を用いた場合も励起
光の波長は前記９７５±５ｎｍに限られず９２０〜９９
０ｎｍのうちの任意の波長とすることができる。
【００２２】（光増幅器の実施形態２）本発明の光増幅
器の第２の実施形態を図６に基づいて説明する。図６に
示す光増幅器の基本構成は前記図５に示すものと同一で
ある。異なるのは励起光を光結合器１４に伝播する励起
光伝播用ファイバ１１に本発明のダブルクラッドファイ
バを用いたことである。励起光伝播用ファイバ１１に本
発明のダブルクラッドファイバを用いることによって、
励起光源１０から当該励起光伝播用ファイバ１１に注入
された励起光は同励起光伝播用ファイバ１１を伝播する
間に光増幅用ファイバ１３に添加されている光増幅媒質
を励起するのに適した波長及び光強度とされて光結合器
１４に出力される。尚、光増幅用ファイバ１３にはこの
種の光増幅器において従来から使用されている一般的な
光増幅用ファイバが用いられている。
器の第２の実施形態を図６に基づいて説明する。図６に
示す光増幅器の基本構成は前記図５に示すものと同一で
ある。異なるのは励起光を光結合器１４に伝播する励起
光伝播用ファイバ１１に本発明のダブルクラッドファイ
バを用いたことである。励起光伝播用ファイバ１１に本
発明のダブルクラッドファイバを用いることによって、
励起光源１０から当該励起光伝播用ファイバ１１に注入
された励起光は同励起光伝播用ファイバ１１を伝播する
間に光増幅用ファイバ１３に添加されている光増幅媒質
を励起するのに適した波長及び光強度とされて光結合器
１４に出力される。尚、光増幅用ファイバ１３にはこの
種の光増幅器において従来から使用されている一般的な
光増幅用ファイバが用いられている。
【００２３】（光増幅器の実施形態３）本発明の光増幅
器の第３の実施形態を図７に基づいて説明する。図７に
示す光増幅器の基本構成は前記図５に示すものと同一で
ある。異なるのは励起光源１０を本発明のダブルクラッ
ドファイバを用いたファイバレーザとしたことである。
器の第３の実施形態を図７に基づいて説明する。図７に
示す光増幅器の基本構成は前記図５に示すものと同一で
ある。異なるのは励起光源１０を本発明のダブルクラッ
ドファイバを用いたファイバレーザとしたことである。
【００２４】（光増幅器の他の実施形態）前記図５〜図
７に示した本発明の光増幅器では光増幅用ファイバ１
３、励起光伝播用ファイバ１１、励起光源１０のいずれ
か１つに本発明のダブルクラッドファイバを使用したも
のであるが、これら２つ以上に本発明のダブルクラッド
ファイバを使用することもできる。
７に示した本発明の光増幅器では光増幅用ファイバ１
３、励起光伝播用ファイバ１１、励起光源１０のいずれ
か１つに本発明のダブルクラッドファイバを使用したも
のであるが、これら２つ以上に本発明のダブルクラッド
ファイバを使用することもできる。
【００２５】また、光増幅用ファイバを用いた光増幅器
には信号光の伝送路と光増幅用ファイバを共通にしたも
のと、これらを別々にしたものの２種類がある。前記実
施形態ではこのうち後者を示したが、前者の必要箇所に
本発明のダブルクラッドファイバを使用した光増幅器も
本発明の光増幅器に含まれる。
には信号光の伝送路と光増幅用ファイバを共通にしたも
のと、これらを別々にしたものの２種類がある。前記実
施形態ではこのうち後者を示したが、前者の必要箇所に
本発明のダブルクラッドファイバを使用した光増幅器も
本発明の光増幅器に含まれる。
【００２６】（ファイバレーザー実施形態）本発明のフ
ァイバレーザは図１０（ａ）に示すように励起光源（Ｌ
Ｄａｒｒａｙ）５と、その励起光源５が発生する励起光
をレーザー発振させながら伝送可能な光ファイバ６とを
備え、光ファイバ６に前記本発明のダブルクラッドファ
イバを用い、励起光を当該ダブルクラッドファイバ６の
一端からコア１及び第１クラッド２（図１０ｂの斜線部
分）に注入し、他端から所定波長の出力光（レーザー
光）が出力されるようにしたものである。
ァイバレーザは図１０（ａ）に示すように励起光源（Ｌ
Ｄａｒｒａｙ）５と、その励起光源５が発生する励起光
をレーザー発振させながら伝送可能な光ファイバ６とを
備え、光ファイバ６に前記本発明のダブルクラッドファ
イバを用い、励起光を当該ダブルクラッドファイバ６の
一端からコア１及び第１クラッド２（図１０ｂの斜線部
分）に注入し、他端から所定波長の出力光（レーザー
光）が出力されるようにしたものである。
【００２７】図１０（ａ）に示す本発明のファイバレー
ザにおいて、励起光の波長を８５０ｎｍ、ダブルクラッ
ドファイバ６のコア１に添加する増幅媒質をネオジム
（Ｎｄ）とした場合、出力光は１０６４ｎｍであった。
また、励起光の波長を９７０〜９８０ｎｍ、ダブルクラ
ッドファイバ６のコア１に添加する増幅媒質をイッテル
ビウム（Ｙｂ）とした場合、出力光は１０３０〜１０６
０ｎｍであった。
ザにおいて、励起光の波長を８５０ｎｍ、ダブルクラッ
ドファイバ６のコア１に添加する増幅媒質をネオジム
（Ｎｄ）とした場合、出力光は１０６４ｎｍであった。
また、励起光の波長を９７０〜９８０ｎｍ、ダブルクラ
ッドファイバ６のコア１に添加する増幅媒質をイッテル
ビウム（Ｙｂ）とした場合、出力光は１０３０〜１０６
０ｎｍであった。
【００２８】
【発明の効果】本件出願のダブルクラッドファイバは、
第１クラッドが２以上の直線状の反射面を有し、それら
反射面はコアに対する向きが光伝播方向の任意箇所で変
化しているので、次のような効果を有する。 １．第１クラッドに注入された励起光は同第１クラッド
内をある距離だけ伝播されると反射角度が変わる（螺旋
を描かずに伝播する）ので、当初はコアに結合すること
がなくともいずれはコアに結合することになる。従っ
て、入射励起光を効率良くコアに結合させて励起エネル
ギーを高効率でコアに供給することができる。 ２．従来のように第１クラッドの断面形状を複雑な形状
にする必要がないので製造が簡単でコストも低くするこ
とができる。
第１クラッドが２以上の直線状の反射面を有し、それら
反射面はコアに対する向きが光伝播方向の任意箇所で変
化しているので、次のような効果を有する。 １．第１クラッドに注入された励起光は同第１クラッド
内をある距離だけ伝播されると反射角度が変わる（螺旋
を描かずに伝播する）ので、当初はコアに結合すること
がなくともいずれはコアに結合することになる。従っ
て、入射励起光を効率良くコアに結合させて励起エネル
ギーを高効率でコアに供給することができる。 ２．従来のように第１クラッドの断面形状を複雑な形状
にする必要がないので製造が簡単でコストも低くするこ
とができる。
【００２９】本件出願の光増幅器は、信号光を光増幅用
ファイバにおいて励起光によって増幅させる光増幅器の
必要箇所に、本発明のダブルクラッドファイバを用いた
ので、次のような効果を有する。 １．励起光の結合効率が高いため、励起光の量を少なく
しても光増幅用ファイバに添加されている光増幅媒質を
励起するに十分な励起光を得ることができる。従って、
励起光源のパワーが小さくて済み、励起光源の小型化、
低コスト化を図ることができる。
ファイバにおいて励起光によって増幅させる光増幅器の
必要箇所に、本発明のダブルクラッドファイバを用いた
ので、次のような効果を有する。 １．励起光の結合効率が高いため、励起光の量を少なく
しても光増幅用ファイバに添加されている光増幅媒質を
励起するに十分な励起光を得ることができる。従って、
励起光源のパワーが小さくて済み、励起光源の小型化、
低コスト化を図ることができる。
【００３０】本件出願のファイバレーザーは、励起光源
と、その励起光源が発生する励起光をレーザー発振させ
ながら伝送可能な光ファイバとを備えたファイバレーザ
ーにおいて、前記光ファイバに本発明のダブルクラッド
ファイバを用いたので、次のような効果を有する。 １．励起光を効率良く増幅媒質に吸収させることができ
るので、従来と同様の励起光源を用いてより高出力のレ
ーザー光を得ることができる。
と、その励起光源が発生する励起光をレーザー発振させ
ながら伝送可能な光ファイバとを備えたファイバレーザ
ーにおいて、前記光ファイバに本発明のダブルクラッド
ファイバを用いたので、次のような効果を有する。 １．励起光を効率良く増幅媒質に吸収させることができ
るので、従来と同様の励起光源を用いてより高出力のレ
ーザー光を得ることができる。
【図１】本発明のダブルクラッドファイバの第１の実施
形態を示す説明図。
形態を示す説明図。
【図２】本発明のダブルクラッドファイバにおける第１
クラッド内の励起光の伝播状態を示す説明図。
クラッド内の励起光の伝播状態を示す説明図。
【図３】（ａ）（ｂ）は本発明のダブルクラッドファイ
バの異なる例を示す説明図。
バの異なる例を示す説明図。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明のダブルク
ラッドファイバにおける第１クラッドの断面形状の異な
る例を示す端面図。
ラッドファイバにおける第１クラッドの断面形状の異な
る例を示す端面図。
【図５】本発明の光増幅器の第１の実施形態を示す説明
図。
図。
【図６】本発明の光増幅器の第２の実施形態を示す説明
図。
図。
【図７】本発明の光増幅器の第３の実施形態を示す説明
図。
図。
【図８】従来のダブルクラッドファイバの一例を示す説
明図。
明図。
【図９】従来のダブルクラッドファイバにおける第１ク
ラッド内の励起光の伝播状態を示す説明図。
ラッド内の励起光の伝播状態を示す説明図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は本発明のファイバレーザーの
実施形態の一例を示す説明図。
実施形態の一例を示す説明図。
１ コア ２ 第１クラッド ３ 第２クラッド ４ 反射面 ５ 励起光源 ６ 光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 温井 克弥 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H050 AB01X AC36 5F072 AB07 AB09 AK06 JJ01 JJ02 JJ08 PP07 YY01 YY05 YY07 YY17
Claims (5)
- 【請求項１】光増幅媒質を含むコア（１）の外側に第１
クラッド（２）が形成され、その外側に第２クラッド
（３）が形成されたダブルクラッドファイバにおいて、
第１クラッド（２）が２以上の直線状の反射面（４）を
有し、それら反射面（４）はコア（１）に対する向きが
光伝播方向の任意箇所で変化していることを特徴とする
ダブルクラッドファイバ。 - 【請求項２】光増幅媒質を含むコア（１）の外側に第１
クラッド（２）が形成され、その外側に第２クラッド
（３）が形成されたダブルクラッドファイバにおいて、
第１クラッド（２）が２以上の直線状の反射面（４）を
有し、第１クラッド（２）をコア（１）の回転対称軸
（Ｘ）を中心に捩じることにより、コア（１）に対する
反射面（４）の向きを光伝播方向の任意箇所で変化させ
たことを特徴とするダブルクラッドファイバ。 - 【請求項３】光増幅媒質を含むコア（１）の外側に第１
クラッド（２）が形成され、その外側に第２クラッド
（３）が形成されたダブルクラッドファイバにおいて、
第１クラッド（２）が２以上の直線状の反射面（４）を
有し、第１クラッド（２）とコア（１）、又は第１クラ
ッド（２）と第２クラッド（３）、又は第１クラッド
（２）とコア（１）と第２クラッド（３）の全てを、コ
ア（１）の回転対称軸（Ｘ）を中心に捩じることによ
り、コア（１）に対する反射面（４）の向きを光伝播方
向の任意箇所で変化させたことを特徴とするダブルクラ
ッドファイバ。 - 【請求項４】信号光を光増幅用ファイバーにおいて励起
光によって増幅させる光増幅器の必要箇所に、請求項１
乃至請求項３記載のいずれかのダブルクラッドファイバ
を用いたことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項５】励起光源（５）と、その励起光源（５）が
発生する励起光をレーザー発振させながら伝送可能な光
ファイバ（６）とを備えたファイバレーザーにおいて、
前記光ファイバ（６）が請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載のダブルクラッドファイバであることを特徴と
するファイバレーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11184311A JP2001013346A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | ダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅器及びファイバレーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11184311A JP2001013346A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | ダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅器及びファイバレーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001013346A true JP2001013346A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=16151129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11184311A Pending JP2001013346A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | ダブルクラッドファイバとそれを用いた光増幅器及びファイバレーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001013346A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009253295A (ja) * | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Ofs Fitel Llc | 非対称に摂動させたモード変換器用光ファイバ |
| JP2010212479A (ja) * | 2009-03-11 | 2010-09-24 | Panasonic Corp | ダブルクラッドファイバ及びファイバレーザ装置 |
| JP2011119422A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Panasonic Corp | ダブルクラッドファイバ及びファイバレーザ装置 |
| WO2011102519A1 (ja) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ、及び、それを用いた光ファイバ増幅器 |
| WO2013160770A3 (en) * | 2012-04-27 | 2014-02-27 | Biolitec Pharma Marketing Ltd. | Fiber laser system for medical applications |
| JP2016149432A (ja) * | 2015-02-12 | 2016-08-18 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザ装置および増幅用コイルの製造方法 |
| JP6255532B1 (ja) * | 2016-06-30 | 2017-12-27 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ、及び、レーザ装置 |
| WO2018003574A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ、及び、レーザ装置 |
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| US11347069B2 (en) | 2016-11-22 | 2022-05-31 | Lumentum Operations Llc | Rotary optical beam generator |
-
1999
- 1999-06-29 JP JP11184311A patent/JP2001013346A/ja active Pending
Cited By (29)
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