JP2002100822A - 光導波路装置 - Google Patents
光導波路装置Info
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- JP2002100822A JP2002100822A JP2000289788A JP2000289788A JP2002100822A JP 2002100822 A JP2002100822 A JP 2002100822A JP 2000289788 A JP2000289788 A JP 2000289788A JP 2000289788 A JP2000289788 A JP 2000289788A JP 2002100822 A JP2002100822 A JP 2002100822A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
- H01S3/094019—Side pumped fibre, whereby pump light is coupled laterally into the fibre via an optical component like a prism, or a grating, or via V-groove coupling
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類添加光ファイバに発生する熱を効率的
に逃がすとともに、機械的強度に優れた光導波路を得
る。 【解決手段】 半導体レーザ１９からコア１２に励起光
を注入して、コア１２内に埋め込まれた光ファイバ１４
の励起を行う。コア１２の屈折率が光ファイバ１４のク
ラッド１３の屈折率より小さい条件の下で、両者の屈折
率差をできるだけ小さくし、より効率の良い励起が可能
となる。側面１８より、外部に引き出された光ファイバ
１４の端面から励起光により増幅された光を取り出す。
この際、光増幅の利得は温度により変化するが、この実
施の形態のようにクラッド１３のクラッドの性能の範囲
内で厚さを十分薄くし、さらにクラッド１３を熱伝導率
の高い金属板に密着させた構造とすることにより、安定
した出力光を得ることが可能となる。
に逃がすとともに、機械的強度に優れた光導波路を得
る。 【解決手段】 半導体レーザ１９からコア１２に励起光
を注入して、コア１２内に埋め込まれた光ファイバ１４
の励起を行う。コア１２の屈折率が光ファイバ１４のク
ラッド１３の屈折率より小さい条件の下で、両者の屈折
率差をできるだけ小さくし、より効率の良い励起が可能
となる。側面１８より、外部に引き出された光ファイバ
１４の端面から励起光により増幅された光を取り出す。
この際、光増幅の利得は温度により変化するが、この実
施の形態のようにクラッド１３のクラッドの性能の範囲
内で厚さを十分薄くし、さらにクラッド１３を熱伝導率
の高い金属板に密着させた構造とすることにより、安定
した出力光を得ることが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、希土類元素等の
レーザ活性物質が添加された光ファイバを内蔵し、樹脂
成型により作製される光導波路を、光ファイバ型レーザ
装置あるいは光ファイバ型光増幅器として用いた光導波
路装置に関する。
レーザ活性物質が添加された光ファイバを内蔵し、樹脂
成型により作製される光導波路を、光ファイバ型レーザ
装置あるいは光ファイバ型光増幅器として用いた光導波
路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特定波長の半導体レーザ光で、希土類元
素等のレーザ活性物質を添加した光ファイバを励起する
ことにより、ファイバ型レーザ装置あるいはファイバ型
光増幅器を実現するシステムが多数報告されている。
素等のレーザ活性物質を添加した光ファイバを励起する
ことにより、ファイバ型レーザ装置あるいはファイバ型
光増幅器を実現するシステムが多数報告されている。
【０００３】このようなシステムにおいては、励起光か
ら信号光への変換効率、あるいは励起光からレーザ発振
光への変換効率が１００％ではないため、光増幅に有効
に使われない励起光エネルギーの大部分が熱となる。
ら信号光への変換効率、あるいは励起光からレーザ発振
光への変換効率が１００％ではないため、光増幅に有効
に使われない励起光エネルギーの大部分が熱となる。
【０００４】従って、高出力の励起光を入射させて高出
力の信号光あるいはレーザ光を得るようなシステムにお
いては、発生する熱量も大きくなり、これがシステムの
安定性に多大な影響を及ぼす恐れがある。
力の信号光あるいはレーザ光を得るようなシステムにお
いては、発生する熱量も大きくなり、これがシステムの
安定性に多大な影響を及ぼす恐れがある。
【０００５】光ファイバの温度制御を行う従来例とし
て、例えば特開平２−３００７２７号公報がある。この
例では、光ファイバの被膜を線膨張係数の低い高分子材
料で構成した上で、光ファイバを冷却恒温層に入れる等
の方法により温度制御するものである。
て、例えば特開平２−３００７２７号公報がある。この
例では、光ファイバの被膜を線膨張係数の低い高分子材
料で構成した上で、光ファイバを冷却恒温層に入れる等
の方法により温度制御するものである。
【０００６】また、別の従来例として、特開平４−１１
７９４号公報がある。この例では、光ファイバ型光増幅
器において、光ファイバを熱伝導性の高い物質に接触さ
せ、これをペルチェ素子等により冷却するものである。
７９４号公報がある。この例では、光ファイバ型光増幅
器において、光ファイバを熱伝導性の高い物質に接触さ
せ、これをペルチェ素子等により冷却するものである。
【０００７】光ファイバを用いた光ファイバ型レーザ装
置あるいは光ファイバ型光増幅器の従来例においては、
上記２例のように、光ファイバは基本的に剥き出しの状
態で用いられており、被膜に覆われている場合でも、そ
の厚さは通常数十〜数百μｍ程度であるため、放熱の際
の熱抵抗としては大きな問題とならない。
置あるいは光ファイバ型光増幅器の従来例においては、
上記２例のように、光ファイバは基本的に剥き出しの状
態で用いられており、被膜に覆われている場合でも、そ
の厚さは通常数十〜数百μｍ程度であるため、放熱の際
の熱抵抗としては大きな問題とならない。
【０００８】ところで、光ファイバへ励起光を入射する
ための方法として、光ファイバを樹脂成型により作製さ
れる光導波路の中に埋め込んだ構造とし、前記光導波路
内に導光された励起光により、光ファイバをファイバ側
面等から励起する方法が考えられる。
ための方法として、光ファイバを樹脂成型により作製さ
れる光導波路の中に埋め込んだ構造とし、前記光導波路
内に導光された励起光により、光ファイバをファイバ側
面等から励起する方法が考えられる。
【０００９】ここで、光導波路材料として利用できる樹
脂としては、使用する波長帯における透過率が高く、か
つ成型可能なものであれば特に限定されることはなく、
アクリル系、メタアクリル系、シリコーン系、エポキシ
系等の各種樹脂材料が挙げられる。
脂としては、使用する波長帯における透過率が高く、か
つ成型可能なものであれば特に限定されることはなく、
アクリル系、メタアクリル系、シリコーン系、エポキシ
系等の各種樹脂材料が挙げられる。
【００１０】しかしながら、一般にこれらの樹脂材料は
熱伝導率が低いため、放熱を行うにあたって大きな問題
となる恐れがある。また、これらの樹脂材料には強度の
弱いものも多く、樹脂成型により構成された光導波路
は、そのままでは実装の際に不安定となる恐れがある。
熱伝導率が低いため、放熱を行うにあたって大きな問題
となる恐れがある。また、これらの樹脂材料には強度の
弱いものも多く、樹脂成型により構成された光導波路
は、そのままでは実装の際に不安定となる恐れがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の樹脂成型により
構成された光導波路は、放熱の点で問題があるばかりか
実装時に不安定となる恐れがあった。
構成された光導波路は、放熱の点で問題があるばかりか
実装時に不安定となる恐れがあった。
【００１２】この発明は、希土類添加光ファイバに発生
する熱を効率的に逃がすとともに、機械的強度に優れた
光導波路装置を提供することを目的とする。
する熱を効率的に逃がすとともに、機械的強度に優れた
光導波路装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の光導波路装置では、レーザ光を進行
させる際に熱を発生する希土類添加の光ファイバと、樹
脂により該光ファイバの外周に形成したクラッドとによ
り構成してなる光導波路において、前記クラッドの機能
を発揮する範囲の近接する位置に熱伝導率の高い金属板
を密着したことを特徴とする。
ために、この発明の光導波路装置では、レーザ光を進行
させる際に熱を発生する希土類添加の光ファイバと、樹
脂により該光ファイバの外周に形成したクラッドとによ
り構成してなる光導波路において、前記クラッドの機能
を発揮する範囲の近接する位置に熱伝導率の高い金属板
を密着したことを特徴とする。
【００１４】これにより、光ファイバに発生した熱の放
射が可能となるとともに、光導波路としての機械的強度
の向上も実現できる。
射が可能となるとともに、光導波路としての機械的強度
の向上も実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】図１は、この発明の一実施の形態について
説明するための斜視図である。また、図２は図１の一部
を取り外した状態の上面図、図３は図１の分解斜視図で
ある。
説明するための斜視図である。また、図２は図１の一部
を取り外した状態の上面図、図３は図１の分解斜視図で
ある。
【００１７】図１において、１０は、溝１１１とこの溝
１１１の途中で合流する溝１１２が形成された銅やアル
ミ合金等の熱伝導率が高く、機械的な強度の高い金属板
である。溝１１１，１１２には、コア１２とこのコア１
２より屈折率の低いクラッド１３を充填する。溝１１１
の一部と溝１１２のコア１２には光ファイバ１４が埋め
込まれる。さらに銅やアルミ合金等の熱伝導率が高く機
械強度の大きい金属板１５を、クラッド１３を挟む状態
で金属板１０と対向させてこれらを固着する。
１１１の途中で合流する溝１１２が形成された銅やアル
ミ合金等の熱伝導率が高く、機械的な強度の高い金属板
である。溝１１１，１１２には、コア１２とこのコア１
２より屈折率の低いクラッド１３を充填する。溝１１１
の一部と溝１１２のコア１２には光ファイバ１４が埋め
込まれる。さらに銅やアルミ合金等の熱伝導率が高く機
械強度の大きい金属板１５を、クラッド１３を挟む状態
で金属板１０と対向させてこれらを固着する。
【００１８】クラッド１３は、光導波路として機能する
条件を満たす範囲で極めて薄く形成する。たとえば、コ
ア１２の断面は約１５０μｍ×１５０μｍの大きさであ
り、クラッド１３の厚さは数十μｍから１ｍｍ以下にし
てある。
条件を満たす範囲で極めて薄く形成する。たとえば、コ
ア１２の断面は約１５０μｍ×１５０μｍの大きさであ
り、クラッド１３の厚さは数十μｍから１ｍｍ以下にし
てある。
【００１９】一部が埋め込まれた光ファイバ１４の一端
は金属板１０，１５の側面１６から外部に取り出し、他
端は金属板１０，１５の側面１７より外部に取り出す。
さらに、金属板１０，１５の側面１８に面した位置する
コア１２と対向する位置には半導体レーザ１９の発光部
を配置する。
は金属板１０，１５の側面１６から外部に取り出し、他
端は金属板１０，１５の側面１７より外部に取り出す。
さらに、金属板１０，１５の側面１８に面した位置する
コア１２と対向する位置には半導体レーザ１９の発光部
を配置する。
【００２０】このように、クラッド１３を十分薄くし、
さらにその外部を金属板１０，１５に密着させておくこ
とにより、内部で発生する熱を滞りなく逃がすことが可
能となる。ただし、光導波路としてのサイズおよび形状
は、ここで示した値に限定されるものではなく、内部で
発生する熱を問題なく外に逃がすことができるものであ
れば良い。
さらにその外部を金属板１０，１５に密着させておくこ
とにより、内部で発生する熱を滞りなく逃がすことが可
能となる。ただし、光導波路としてのサイズおよび形状
は、ここで示した値に限定されるものではなく、内部で
発生する熱を問題なく外に逃がすことができるものであ
れば良い。
【００２１】コア１２とクラッド１３は、後述する励起
光の波長帯における光透過率の高い樹脂、例えば、アク
リル、シリコーン、エポキシ等により形成する。クラッ
ド１３の形成は、液状の樹脂を溝１１に滴下したのち硬
化させて形成する。光ファイバ１４は、コア１２が硬化
する前に溝１１１，１１２に埋め込みその外周がクラッ
ド１３で囲まれる状態とする。
光の波長帯における光透過率の高い樹脂、例えば、アク
リル、シリコーン、エポキシ等により形成する。クラッ
ド１３の形成は、液状の樹脂を溝１１に滴下したのち硬
化させて形成する。光ファイバ１４は、コア１２が硬化
する前に溝１１１，１１２に埋め込みその外周がクラッ
ド１３で囲まれる状態とする。
【００２２】また、金属板１０，１５は必ずしも同一材
料で構成されていなくとも良いし、放熱が十分である場
合には放熱板を一つのみとしても良い。光ファイバ１４
はそのコア部にレーザ活性物質である希土類イオンが添
加されたものであり、希土類イオンとしては、例えば、
プラセオジムイオン（Ｐｒ3+），ツリウムイオン（Ｔｍ
3+），ホルミウムイオン（Ｈｏ3+），エルビウムイオン
（Ｅｒ3+），ネオジムイオン（Ｎｄ3+）が挙げられる。
また、主たる添加イオンの励起を助けるエネルギー伝達
を行う副添加イオンとして、イッテルビウムイオン（Ｙ
ｂ3+）が挙げられる。
料で構成されていなくとも良いし、放熱が十分である場
合には放熱板を一つのみとしても良い。光ファイバ１４
はそのコア部にレーザ活性物質である希土類イオンが添
加されたものであり、希土類イオンとしては、例えば、
プラセオジムイオン（Ｐｒ3+），ツリウムイオン（Ｔｍ
3+），ホルミウムイオン（Ｈｏ3+），エルビウムイオン
（Ｅｒ3+），ネオジムイオン（Ｎｄ3+）が挙げられる。
また、主たる添加イオンの励起を助けるエネルギー伝達
を行う副添加イオンとして、イッテルビウムイオン（Ｙ
ｂ3+）が挙げられる。
【００２３】上記した構成の光導波路に対し、半導体レ
ーザ１９からコア１２に励起光が注入され、コア１２内
に埋め込まれた光ファイバ１４の励起が行われる。コア
１２の屈折率が光ファイバ１４のクラッド１３の屈折率
より小さい条件の下で、両者の屈折率差をできるだけ小
さくしておくことにより、より効率の良い励起が可能と
なる。側面１８より、外部に引き出された光ファイバ１
４の端面から励起光により増幅された光が取り出され
る。
ーザ１９からコア１２に励起光が注入され、コア１２内
に埋め込まれた光ファイバ１４の励起が行われる。コア
１２の屈折率が光ファイバ１４のクラッド１３の屈折率
より小さい条件の下で、両者の屈折率差をできるだけ小
さくしておくことにより、より効率の良い励起が可能と
なる。側面１８より、外部に引き出された光ファイバ１
４の端面から励起光により増幅された光が取り出され
る。
【００２４】この際、光増幅の利得は温度により変化す
るが、この実施の形態のようにクラッド１３のクラッド
の性能の範囲内で厚さを十分薄くし、さらにクラッド１
３を熱伝導率の高い金属板に密着させた構造とすること
により、安定した出力光を得ることが可能となる。
るが、この実施の形態のようにクラッド１３のクラッド
の性能の範囲内で厚さを十分薄くし、さらにクラッド１
３を熱伝導率の高い金属板に密着させた構造とすること
により、安定した出力光を得ることが可能となる。
【００２５】図４は、この発明の他の実施の形態につい
て説明するための斜視図であり、上記した実施の形態と
同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明につい
ては省略する。
て説明するための斜視図であり、上記した実施の形態と
同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明につい
ては省略する。
【００２６】この実施の形態は、上記した実施の形態の
金属板１０に形成された溝１１１，１１２をなくし、単
に金属板１０１と１５との間にクラッド１３１を形成
し、そのクラッド１３１内にコア１２、光ファイバ１４
を配置したものである。
金属板１０に形成された溝１１１，１１２をなくし、単
に金属板１０１と１５との間にクラッド１３１を形成
し、そのクラッド１３１内にコア１２、光ファイバ１４
を配置したものである。
【００２７】この実施の形態も上記した実施の形態と同
様の効果を奏する。この場合、クラッドを形成用の溝を
金属板に形成する必要がないことから、金属板の作成工
程を少なくできる。溝を形成しない分、全体の厚みが増
加するが、上記したようにクラッドの厚さは数十μｍか
ら１ｍｍ以下程度であり、その増加量はせいぜい1ｍｍ
程度である。
様の効果を奏する。この場合、クラッドを形成用の溝を
金属板に形成する必要がないことから、金属板の作成工
程を少なくできる。溝を形成しない分、全体の厚みが増
加するが、上記したようにクラッドの厚さは数十μｍか
ら１ｍｍ以下程度であり、その増加量はせいぜい1ｍｍ
程度である。
【００２８】上記した各実施の形態では、光導波路を光
増幅器として用いる場合を説明したが、レーザ装置とし
て用いる場合についても同様である。
増幅器として用いる場合を説明したが、レーザ装置とし
て用いる場合についても同様である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の光導波
路によれば、光ファイバを内蔵し樹脂成型により作製さ
れる光導波路を、レーザ装置あるいは光増幅器として用
いる際に、光ファイバにおいて発生する熱を効率よく外
部に放熱させることができるとともに、機械的強度を高
めることができる。
路によれば、光ファイバを内蔵し樹脂成型により作製さ
れる光導波路を、レーザ装置あるいは光増幅器として用
いる際に、光ファイバにおいて発生する熱を効率よく外
部に放熱させることができるとともに、機械的強度を高
めることができる。
【図１】この発明の一実施の形態について説明するため
の斜視図。
の斜視図。
【図２】図１の上面から透視した状態を示す透視図。
【図３】図１の分解斜視図。
【図４】この発明の他の実施の形態について説明するた
めの斜視図。
めの斜視図。
１０，１０１，１５…金属板，１１…溝、１２…コア、
１３，１３１…クラッド，１４…光ファイバ，１９…半
導体レーザ。
１３，１３１…クラッド，１４…光ファイバ，１９…半
導体レーザ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｈ０１Ｓ 3/094 Ｓ (72)発明者 布施 一義 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 赤松 直樹 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2H037 BA22 CA02 CA36 DA04 DA06 2H047 KA04 MA05 QA05 QA07 RA00 TA00 5F072 AB09 AK06 JJ20 KK30 PP07 TT22
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類添加の光ファイバと、樹脂により
該光ファイバの外周に形成したコアと、該コアの外周に
形成したクラッドにより構成してなる光導波路におい
て、 前記クラッドの機能を発揮する範囲の近接する位置に熱
伝導率の高い金属板を密着したことを特徴とする光導波
路装置。 - 【請求項２】 前記金属板は、少なくともその一表面に
前記クラッドの外形と同形状の溝が形成されたものであ
ることを特徴とする請求項１に記載の光導波路装置。 - 【請求項３】 第１の溝および該溝に合流する第２の溝
が形成された第１の金属板と、 前記第１および第２の溝に充填したクラッドと前記クラ
ッド内に埋め込んだコアと、 前記第２の溝および第１の溝の一部にその一部に埋め込
まれた光ファイバと、 前記第１の溝に形成されたコアの一端にレーザ光を照射
する励起光源と、 前記クラッドを挟持するととも前記第１の金属板に密着
した第２の金属板とからなることを特徴する光導波路装
置。 - 【請求項４】 第１の金属板と、 前記第１の金属板上に形成したクラッドと 前記クラッド内に埋め込み内部で合流する第１および第
２のコアと、 前記第２のコアと前記第１のコア内にその一部が埋め込
まれた光ファイバと、 前記第１のコアの一端にレーザ光を照射する励起光源
と、 前記クラッドを前記第１の金属板とともに密着して挟持
した第２の金属板とからなることを特徴する光導波路装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289788A JP2002100822A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 光導波路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289788A JP2002100822A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 光導波路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002100822A true JP2002100822A (ja) | 2002-04-05 |
Family
ID=18773123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000289788A Pending JP2002100822A (ja) | 2000-09-25 | 2000-09-25 | 光導波路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002100822A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008268747A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバの漏洩光処理構造および光ファイバレーザ |
| WO2016031458A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 光ファイバ装置 |
| JP2019125735A (ja) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 日本電信電話株式会社 | ナノワイヤ光デバイス |
-
2000
- 2000-09-25 JP JP2000289788A patent/JP2002100822A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008268747A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバの漏洩光処理構造および光ファイバレーザ |
| WO2016031458A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 光ファイバ装置 |
| EP3188327A4 (en) * | 2014-08-27 | 2018-05-23 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Optical fiber device |
| JP2019125735A (ja) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | 日本電信電話株式会社 | ナノワイヤ光デバイス |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050414 |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20050606 |