JP2002314174A - 青色アップコンバージョンファイバレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｔｍ^３＋を励起するために必要な異なる二つ
の波長の励起光同士を結合させる合波器あるいは発振し
た青色レーザ光と励起光の分離をする分波器を必要とせ
ずに青色レーザ光を得る。 【解決手段】 波長４５５nmの光共振器を有するツリウ
ムイオン添加光ファイバ１０８の一方に波長６９５nm、
他方に６３５nmの光共振器を有するプラセオジウムイオ
ン／イッテルビウムイオン添加光ファイバ１０３，１１
３をそれぞれ接続する。これら光共振器から発したレー
ザ光により光ファイバ１０８を励起し、発振した４５５
nmの光を、光ファイバ１０３，１１３のどちらか一方を
透過させた後に出力として得る。これにより、ツリウム
イオンを励起するために必要であった異なる波長の励起
光同士を結合する合成器あるいは発振した青色レーザ光
と励起光の分離を行なう分波器を必要とすることなく青
色レーザ光を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディスプレイ、
光記憶装置、光情報処理、光センサーなどの広い分野で
の用途が考えられるアップコンバージョンレーザに係
り、特に簡単な構成により青色のレーザ出力を得ること
ができる青色アップコンバージョンファイバレーザ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来光ファイバのコアにツリウムイオン
（Ｔｍ^３＋）を添加し、アップコンバージョン励起を行
って青色レーザ光を得る装置は数多く提案されている。
一例としての図７は、特開平７−２２６５５１号公報で
開示されているレーザ光源装置の概略構成図である。

【０００３】この図において、６０７はコア部にＴｍ
^３＋とＴｂ^３＋イオンを共添加した光ファイバである。
励起光源６０１から発射された波長６４０nm〜６５０nm
のレーザ光と励起光源６０２から発射された波長６７０
nm〜８１０nmのレーザ光は、合波器６０５により合波さ
れ、光ファイバ６０７中のＴｍ^３＋を励起し、４５５nm
の発光を得る。その光は６１０，６１１による光共振器
により繰り返し反射、増幅され、レーザ出力６１２とし
て出射端ミラー６１１より得ている。Ｔｂ^３＋は、４５
５nmのレーザ上位準位への遷移を効率良く行なうために
添加されている。

【０００４】上記したように、Ｔｍ^３＋を効率良く励起
するためには異なる二つの波長の光を用いることが効率
の点を考えると良い。しかしながら、二つの波長を合成
するための合波器が必ず必要となり、かつ光軸調整箇所
も増えるため、部品コストおよび製造コストが高価なも
のとなってしまう問題がある。また、Ｔｍ^３＋添加光フ
ァイバの両端からそれぞれ異なる波長の励起光を入射さ
せる場合も、得られた青色光と励起光の分離に分波器が
必要となり、同じような問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の青色レーザ光を得る装置では、Ｔｍ^３＋で４５５nm付
近の青色レーザを発振させるためには、最適な二つの励
起波長で、そのため光合波器が必要となり、部品・製作
コストが高くなってしまう問題があった。

【０００６】この発明の目的は、Ｔｍ^３＋を励起するた
めに必要な異なる二つの波長の励起光同士を結合させる
合波器あるいは発振した青色レーザ光と励起光の分離を
する分波器を必要とすることなく青色レーザ光を得る青
色アップコンバージョンファイバレーザ装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【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、この発明の青色アップコンバージョンファイバ
レーザ装置は、波長４５５nm付近を反射する光共振器を
有しツリウムイオン（Ｔｍ^３＋）が添加された第１の光
ファイバと、波長６９５nm付近を反射する光共振器を有
し、前記第１の光ファイバの一端と接続するプラセオジ
ウムイオン（Ｐｒ^３＋）／イッテルビウムイオン（Ｙｂ
^３＋）が添加された第２の光ファイバと、波長６３５nm
付近を反射する光共振器を有し、前記第１の光ファイバ
の他端と接続するＰｒ^３＋／Ｙｂ^３＋が添加された第３
の光ファイバと、前記第２および第３の光ファイバを励
起する励起手段と、を備え、前記励起手段により励起さ
れた第２の光ファイバにより発生した波長６９５nm付近
の光および前記励起手段により励起された第３の光ファ
イバにより発生した波長６３５nm付近の光により前記第
３の光ファイバを励起し、該光ファイバにより発生した
波長４５５nm付近のレーザ光を、前記第２あるいは第３
の光ファイバを透過させて出力を得ることを特徴とす
る。

【０００８】上記した手段により、６９５ｎｍと６３５
ｎｍのレーザ光で第１の光ファイバを励起して１９２０
ｎｍ、４５５ｎｍのレーザ光を得る。得られた４５５ｎ
ｍのレーザ光のみを、６９５ｎｍあるいは６３５ｎｍの
共振器を通過させて出力とする。これにより、第１の光
ファイバを励起するために必要な異なる二つの波長の励
起光同士を結合させる合波器あるいは発振した青色レー
ザ光と励起光の分離をする分波器を必要とせずに青色レ
ーザ光を得ることが可能となる。

【０００９】

【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。

【００１０】まず、この発明の基本的な動作の原理につ
いて説明する。なお、以下全ての図面において、同一の
構成要素には同一の符号を付して説明する。

【００１１】図１は、Ｐｒ^３＋／Ｙｂ^３＋が添加された
第１および第２の光ファイバ中のＰｒ^３＋とＹｂ^３＋の
エネルギー準位１０，２０とＴｍ^３＋添加光ファイバ中
のＴｍ^３＋のエネルギー準位３０について説明するため
の説明図である。

【００１２】まず、外部から波長８２０nm〜１０００nm
の励起光が第１および第２のファイバに入射されると、
Ｙｂ^３＋の基底準位^２Ｆ_７／２にある電子が励起され^２
Ｆ_{５ ／２}に励起遷移する。そこから基底準位^２Ｆ_７／２
に緩和する際、そのエネルギーはＹｂ^３＋の近隣にある
Ｐｒ^３＋に伝達され、Ｐｒ^３＋の基底準位^３Ｈ_４にある
電子が^１Ｇ_４に励起される。さらに、波長８２０nm〜１
０００nmの励起光を吸収し^３Ｐ_０，１，^１Ｉ_６に励起さ
れる。その準位から下位準位へ放射緩和するとき、^３Ｐ
_１→^３Ｆ_４、^３Ｐ_０→^３Ｆ_３の遷移であれば波長６９５
nm付近の放射を、^３Ｐ_０→^３ｆ_２の遷移であれば波長６
３５nm付近の放射を得ることができる。

【００１３】第１および第２のＰｒ^３＋／Ｙｂ^３＋添加
ファイバにそれぞれ波長６９５nm付近、６３５nm付近の
光を反射するような光共振器を持たすことにより、それ
ぞれ波長６９５nm付近、６３５nm付近のレーザ光を得
る。

【００１４】次に、それらの光でＴｍ^３＋添加光ファイ
バ中のＴｍ^３＋を励起する。Ｔｍ^{３ ＋}の基底準位^３Ｈ_６
にある電子は、第１のＰｒ^３＋／Ｙｂ^３＋添加光ファイ
バで発生した波長６９５nm付近の光を吸収し、^３Ｆ
_２，３準位へ励起遷移する。それらの準位寿命は非常に
短くすぐさま準位^３Ｈ_４へ非放射緩和する。そこからさ
らに第２のＰｒ^３＋／Ｙｂ^３＋添加光ファイバで発生し
た波長６３５nm付近の励起光を吸収し準位^１Ｄ_２へ励起
遷移する。ここから準位^３Ｆ_４へ放射緩和する際、波長
４５５nmの青色光を得ることができる。

【００１５】ここで、電子の分布密度が^３Ｆ_４よりも^１
Ｄ_２の方が多い反転分布状態になれば、この波長４５５
nm付近のレーザ発振が可能であるが、下位準位^３Ｆ_４の
寿命が約６ｍｓと非常に長いため通常反転分布は得られ
ない。そこで、Ｔｍ^３＋添加光ファイバに波長４５５nm
付近とともに、１７５０nm〜２０００nmの光を反射する
光共振器を持たすことにより、波長１７５０nm〜２００
０nmの光で^３Ｆ_４→^３Ｈ_６の誘導放出を強制的に行な
い、^３Ｆ_４の寿命を短くすることができる。

【００１６】このような過程により、^３Ｆ_４と^１Ｄ_２間
で反転分布に至り、波長４５５nm付近の青色レーザを得
ることができる。

【００１７】以上の原理に基づき、この発明の第１の実
施の形態について図２の構成図を用いて説明する。

【００１８】図２において、１０１は励起光源であり、
波長８２０nm〜１０００nm（λp）の励起光を出力する
半導体レーザで構成される。１０３は光ファイバであ
り、そのコア部にはＰｒ^３＋とＹｂ^３＋がそれぞれ100p
pm〜10000ppm、500ppm〜100000ppmの範囲で共添加され
ており、母材にはハライドガラスのような低フォノンエ
ネルギーの材料を用いる。１０４は反射素子であり、波
長（λp）および波長６３５nm付近（λs2）に対しては
ほぼ全透過、波長６９５nm付近（λs1）に対してはほぼ
全反射の特性を有する。１０５は反射素子であり、波長
８２０nm〜１０００nmに対してはほぼ全透過、波長６９
５nm付近に対しては部分反射、波長６３５nm付近に対し
ては高反射の特性を有し、反射素子１０４とともに光フ
ァイバ１０３を含む光共振器１０６を形成する。

【００１９】１０８はＴｍ^３＋が添加された光ファイバ
であり、この光ファイバ１０８のコア部には、Ｔｍ^３＋
が100ppm〜10000ppmの範囲で添加されており、その母材
にはハライドガラスのような低フォノンエネルギーの材
料を用いる。１０９は反射素子であり、波長８２０nm〜
１０００nm、６９５nm付近に対してはほぼ全透過、波長
４５５nm付近（λs3）および波長１７５０nm〜２０００
nm（λs4）に対してはほぼ全反射の特性を有する。１１
０は反射素子であり、波長８２０nm〜１０００nm、６３
５nm付近に対してはほぼ全透過、波長４５５nm付近に対
しては部分反射、波長１７５０nm〜２０００nmに対して
はほぼ全反射の特性を持ち、反射素子１０９とともに光
ファイバ１０８を含む光共振器１１１を形成している。

【００２０】また、１１３は光ファイバであり、そのコ
ア部にはＰｒ^３＋とＹｂ^３＋がそれぞれ100ppm〜10000p
pm、500ppm〜100000ppmの範囲で共添加されており、母
材としてはハライドガラスのような低フォノンエネルギ
ーの材料を用いる。１１４は反射素子であり、波長８２
０nm〜１０００nmに対してはほぼ全透過、波長６３５nm
付近に対しては部分反射、波長６９５nm付近に対しては
ほぼ全透過の特性を有する。１１５は反射素子であり、
波長８２０nm〜１０００nm、６３５nm付近に対してはほ
ぼ全反射の特性を有し、反射素子１１４とともに光ファ
イバ１１３を含む光共振器１１６を形成する。

【００２１】また、１０２，１０７，１１２は結合素子
であり、半導体レーザと光ファイバあるいは光ファイバ
同士を光学的に結合するものであり、例えば光学素子に
より構成する。

【００２２】次に、図２の動作について説明する。ま
ず、励起光源１０１から発射された波長８２０nm〜１０
００nmの励起光は、結合素子１０２を介して光ファイバ
１０３のコア部に入射する。原理で説明したように、そ
の伝搬過程において光ファイバ１０３中のＰｒ^３＋とＹ
ｂ^３＋を励起し発光するが、光共振器１０６の作用によ
りそのうち波長６９５nm付近の光のみが反射素子１０
４，１０５間を繰り返し反射、増幅し、部分反射ミラー
である１０５を一部透過して出力する。

【００２３】その波長６９５nm付近の光と波長８２０nm
〜１０００nmの光は、ともに結合素子１０７を介してＴ
ｍ^３＋添加光ファイバ１０８のコア部に入射する。入射
された波長８２０nm〜１０００nmの光は、Ｔｍ^３＋とは
相互作用のない波長帯であるため、ほとんど損失なく透
過し反射素子１１０を通過して出力される。一方、波長
６９５nm付近の光は、原理のところで説明したように、
Ｔｍ^３＋に吸収されＴｍ^３＋の励起に寄与する。

【００２４】さらに、光ファイバ１０８を透過した波長
８２０nm〜１０００nmの光は、光学素子１１２を介して
光ファイバ１１３のコア部に入射する。原理で説明した
とおり、波長８２０nm〜１０００nmの光はＰｒ^３＋とＹ
ｂ^３＋を励起し発光するが、光共振器１１６の作用によ
りそのうち波長６３５nm付近の光のみが反射素子１１
４,１１５間を繰り返し反射、増幅し、部分反射ミラー
である反射素子１１４を一部透過して出力する。

【００２５】出力された波長６３５nm付近の光は、結合
素子１１２を介してＴｍ^３＋添加の光ファイバ１０８の
コア部に入射する。この波長６３５nm付近の光と前記し
た波長６９５nm付近の光によりＴｍ^３＋は励起され、波
長４５５nm付近、１７５０nm〜２０００nmの発光を得
る。光共振器１１１の作用により波長１７５０nm〜２０
００nmの光は繰り返して反射、増幅し、発振に至る。

【００２６】上記した原理で述べたように、この発振に
より波長４５５nm付近を発光する準位間において反転分
布が可能となり、波長４５５nm付近も反射素子１０９，
１１０間を繰り返し反射、増幅してレーザ発振に至る。
この光は部分反射である反射素子１１０を一部透過し、
結合素子１１２を介して光ファイバ１１３のコア部に入
射する。波長４５５nm付近の光は、Ｐｒ^３＋、Ｙｂ^３＋
ともに相互作用せず、ほとんど損失なくファイバのコア
中を伝搬して、反射素子１１６を透過させレーザ出力光
１１７として出力する。

【００２７】このように、この実施の形態では、光ファ
イバを励起するために必要な異なる二つの波長の励起光
同士を結合させる合波器あるいは発振した青色レーザ光
と励起光の分離をする分波器を必要とすることなく、青
色レーザ光を得ることができる。

【００２８】図２において、光共振器１０６と１１６の
位置を変えても同じような効果を得ることができる。つ
まり、Ｔｍ^３＋添加ファイバ１０８に対して、励起光源
１０１側に波長６３５nmを発振させるための光共振器１
１６を、その反対側に波長６９５nmを発振させるための
光共振器１０６を配置しても良い。

【００２９】また、結合素子１０２，１０７，１１２は
光学系である必要はなく、例えば光導波路でも良い。さ
らに、反射素子は光ファイバ端面状に直接誘電体多層膜
を形成したものでも良く、ファイバブラックグレーティ
ングでも同様の効果を得ることができる。

【００３０】上記したこの発明の基本的な構成と動作を
実現するこの発明の第２の実施の形態について、図３の
構成図を用いて説明する。

【００３１】２０１は反射素子であり、この反射素子２
１０は波長８２０nm〜１０００nmに対してはほぼ全透
過、波長６３５nm付近、４５５nm付近、１７５０nm〜２
０００nmに対してはほぼ全反射の、波長６９５nm付近に
対しては部分反射の特性を持っている。２０２も同様に
反射素子であり、波長８２０nm〜１０００nmに対しては
ほぼ全透過、波長６９５nm付近、１７５０nm〜２０００
nmに対してはほぼ全反射、波長６３５nm付近、４５５nm
付近に対しては部分反射の特性を有する。

【００３２】つまり、反射素子１０４と２０１により波
長６９５nm付近を発振させ、Ｔｍ^{３ ＋}添加ファイバ１０
８側へ出力させるための光共振器１０６、反射素子２０
２と１１５とで波長６３５nm付近を発振させ、Ｔｍ^３＋
添加ファイバ１０８側へ出力させるための光共振器１１
６、反射素子２０１，２０２とで波長１７５０nm〜２０
００nm、４５５nm付近を発振させ、光ファイバ１１３側
へ波長４５５nmのみ出力させるための光共振器１１１を
構成している。

【００３３】また、光ファイバ１０３，１０８，１１３
はそれぞれ反射素子２０１，２０２を介して端面結合し
ている。

【００３４】励起光源１０１から発射された波長８２０
ｎｍ〜１０００nmは、光ファイバ１０３，１１３中のＰ
ｒ^３＋とＹｂ^３＋を励起し、それぞれ光共振器１０６，
１１６により繰り返し反射、増幅し、波長６９５nm付
近、６３５nm付近のレーザ光を得る。これらの波長の光
により光ファイバ１０８中のＴｍ^３＋が励起され、波長
１７５０nm〜２０００nmの発振とともに波長４５５nm付
近の青色レーザ光が発振に至る。この青色レーザ光は反
射素子２０２側から光ファイバ１１３のコアに入射して
伝搬した後に、反射素子１１５を透過させレーザ出力光
１１７として得ることができる。

【００３５】この実施の形態では、光共振器１０６，１
１６の位置を入れ換えても同様の効果を得られる。すな
わち、光ファイバ１０８に対して励起光源１０１側に波
長６３５nm付近を発振させるための光共振器１１６を、
その反対側に波長６９５nmを発振させるための光共振器
１０６を配置しても良い。

【００３６】また、結合素子１０２は光学系である必要
はなく、例えば光導波路でも良く、反射素子は光ファイ
バ端面状に直接、誘電体多層膜を形成したものでも良
い。さらに、ファイバブラックグレーティングでも同じ
ような効果を得ることができる。

【００３７】この発明の基本的な構成と動作を実現する
第３の実施の形態について図４を用いて説明する。

【００３８】図４において、３０１は反射素子であり、
この反射素子３０１は波長８２０ｎｍ〜１０００nm，６
９５nm付近の光に対してはほぼ全透過、波長６３５nm付
近、波長４５５nm付近、波長１７５０nm〜２０００nmの
光に対してはほぼ全反射の特性を有する。また、３０２
は反射素子であり、この反射素子３０２は波長８２０nm
〜１０００nmの光に対してはほぼ全透過、波長４５５nm
付近の光に対しては部分反射、波長６９５nm付近、波長
１７５０nm〜２０００nmに対してはほぼ全反射の特性を
有する。すなわち、反射素子１０４，３０２とにより波
長６９５nm付近に対する光共振器３０３を形成し、その
光共振器３０３の中にＴｍ^３＋添加光ファイバ１０８を
含むように構成する。

【００３９】同じように、反射素子３０２，１１５につ
いても波長６３５nm付近に対する共振器３０４を形成
し、その光共振器３０４の中にＴｍ^３＋添加ファイバ１
０８を含むように構成する。

【００４０】また、反射素子３０１と３０２とにより波
長１７５０nm〜２０００nm，４５５nm付近の光に対する
光共振器１１１を形成している。

【００４１】上記の各実施の形態と同様に、励起光源１
０１から発射された波長820nm〜1000nmの光は、光ファ
イバ１０３のコアに添加されたＰｒ^３＋とＹｂ^３＋を励
起する。励起されたＰｒ^３＋から発生される波長６９５
ｎｍ付近の光は、光共振器３０３により繰り返し反射、
増幅され、レーザ発振に至る。その光共振器３０３の中
にはＴｍ^３＋添加光ファイバ１０８が含まれているた
め、波長６９５ｎｍ付近の光は光共振器３０３から出力
せずに効率良くＴｍ^３＋を励起することができる。光フ
ァイバ１１３のコア中のＰｒ^３＋とＹｂ^３＋も、光ファ
イバ１０８を透過した後に光ファイバ１１３に入射され
る波長８２０nm〜１０００nmの光により励起し、光共振
器３０４により繰り返し反射、増幅された波長６３５nm
付近の光が発振する。

【００４２】同様に、光共振器３０４中にＴｍ^３＋添加
光ファイバ１０８が含まれているため、波長６３５nm付
近の光は光共振器３０４から出力せずに効率良くＴｍ
^３＋を励起することができる。

【００４３】このようにして励起されたＴｍ^３＋添加光
ファイバ１０８は、光共振器１０１により１７５０nm〜
２０００nmとともに４５５nmの光を発振する。発振した
４５５nmの光は反射素子３０２の部分反射ミラーにより
一部取り出され、光ファイバ１１３を透過後、反射素子
１１５を透過させレーザ出力光１１７として得られる。

【００４４】この実施の形態において、光共振器１０６
と光共振器１１６の位置を変えても同様の効果が得られ
ることは明らかである。つまり、Ｔｍ^３＋添加の光ファ
イバ１０８に対して、励起光源１０１側に波長６３５nm
を発振させるための光共振器１１６を、その反対側に波
長６９５ｎｍを発振させるための光共振器１０６を配置
しても良い。

【００４５】また、結合素子１０２は光学系である必要
はなく例えば光導波路でも良く、反射素子１０４，３０
１，３０２，１１５は光ファイバ端面状に直接誘電体多
層膜を形成したものでも良い。さらにファイバブラック
グレーティングでも同様の効果を得ることができる。

【００４６】この発明の基本的な構成と動作を実現する
この発明の第４の実施の形態について図５の構成図を用
いて説明する。

【００４７】図５において、４０１は励起光源１０１と
光ファイバを光学的に接続するための光導波路である。
４０２，４０４は光ファイバであり、Ｐｒ^３＋とＹｂ
^３＋がそれぞれ100ppm〜10000ppm、500ppm〜100000ppm
の濃度範囲で添加されたダブルクラッド形状をしてい
る。４０３は光ファイバであり、この光ファイバ４０３
も同様に、コア部にＴｍ^３＋が100ppm〜10000ppmの濃度
範囲で添加されたダブルクラッド形状をしている。それ
らのファイバ４０２〜４０４は反射素子２０１，２０２
を介して、コア部同士および励起光用のコア部同士で結
合している。

【００４８】励起光源１０１から発射された波長８２０
nm〜１０００nmは、光導波路４０１により光ファイバ４
０２に入射し、光ファイバ４０２〜４０４の励起光用コ
アを伝搬する。そのとき、光ファイバ４０２，４０４の
コア部に添加されたＰｒ^３＋とＹｂ^３＋を外部から励起
することで、上記した各実施の形態と同じように、光共
振器１０６および光共振器１１６により繰り返し反射、
増幅し、コア内において波長６９５ｎｍ付近,６３５nm
付近のレーザ光を得る。これらの波長の光により光ファ
イバ４０３のコアに添加されたＴｍ^３＋が励起され、波
長１７５０nm〜２０００nmの発振とともに波長４５５nm
付近の青色レーザ光が発振に至る。この青色レーザ光
は、反射素子２０２側から光ファイバ４０４のコアに入
射して伝搬した後に、反射素子１１５を透過させてレー
ザ出力光１１７として得ることができる。

【００４９】この実施の形態において、光共振器１０６
と光共振器１１６の位置を変えても同じような効果を得
ることができる。つまり、Ｔｍ^３＋添加ファイバ１０８
に対して、励起光源１０１側に波長６３５nmを発振させ
るための光共振器１１６を、その反対側に波長６９５ｎ
ｍを発振させるための光共振器１０６を配置しても良
い。

【００５０】また、反射素子としては光ファイバ端面状
に直接、誘電体多層膜を形成したものでも良く、ファイ
バブラックグレーティングでも同じような効果を得るこ
とができる。

【００５１】また、上記した第３の実施の形態で説明し
たように、光共振器１０６および光共振器１１６の内部
にＴｍ^３＋添加ファイバを含むように、反射素子の反射
率を変えても良い。

【００５２】さらに、図６にこの発明の第５の実施の形
態として示したように、光ファイバの励起光用コアにＹ
分岐導波路５０３を設け、波長８２０nm〜１０００nmの
光を発する励起光源５０１を、光導波路５０２を介して
接続しても良い。この場合、光ファイバ４０２と４０４
により発振する６９５nm付近の光量と６３５nm付近の光
量を、それぞれ励起光源１０１，５０１の出力を変化さ
せることにより制御できるため、Ｔｍ^３＋添加ファイバ
１１１を励起する際に最適な光量比で励起することがで
きる。

【００５３】この実施の形態のＹ分岐導波路５０３の接
続位置は、この図６の位置に限定されるものではない。
また、Ｙ分岐導波路および励起光源をいくつ接続しても
良い。励起光源の数を増やすことによりより大出力の青
色レーザ光を得ることができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の青色ア
ップコンバージョンレーザ装置によれば、Ｔｍ^３＋を励
起するために必要であった異なる波長の励起光同士を結
合される合成器あるいは発振した青色レーザ光と励起光
の分離を行なう分波器を必要とすることなく青色レーザ
光を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の原理について説明するための説明
図。

【図２】この発明の第１の実施の形態について説明する
ための構成図。

【図３】この発明の第２の実施の形態について説明する
ための構成図。

【図４】この発明の第３の実施の形態について説明する
ための構成図。

【図５】この発明の第４の実施の形態について説明する
ための構成図。

【図６】この発明の第５の実施の形態について説明する
ための構成図。

【図７】従来の青色アップコンバージョンファイバレー
ザ装置について説明するための構成図。

【符号の説明】

１０１，５０１…励起光源 １０２，１０７，１１２…結合素子 １０３，１０８，１１３，４０２，４０３，４０４…光
ファイバ １０４，１０５，１０９，１１０，１１４，１１５，２
０１，２０２，３０１，３０２…反射素子 １０６，１１１，１１６，３０３，３０４…光共振器 １１７…レーザ出力光 ４０１，５０２…光導波路 ５０３…Ｙ分岐導波路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 雅基 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） 4G062 KK02 KK08 5F072 AB07 AK06 JJ20 KK01 KK05 KK07 KK15 PP07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波長４５５nm付近を反射する光共振器を有
   し、ツリウムイオン（Ｔｍ^３＋）が添加された第１の光
   ファイバと、 波長６９５nm付近を反射する光共振器を有し、前記第１
   の光ファイバの一端と接続するプラセオジウムイオン
   （Ｐｒ^３＋）／イッテルビウムイオン（Ｙｂ^３＋）が添
   加された第２の光ファイバと、 波長６３５nm付近を反射する光共振器を有し、前記第１
   の光ファイバの他端と接続するＰｒ^３＋／Ｙｂ^３＋が添
   加された第３の光ファイバと、 前記第２および第３の光ファイバを励起する励起手段
   と、を備え、 前記励起手段により励起された第２の光ファイバにより
   発生した波長６９５nm付近の光および前記励起手段によ
   り励起された第３の光ファイバにより発生した波長６３
   ５nm付近の光により前記第３の光ファイバを励起し、該
   光ファイバにより発生した波長４５５nm付近のレーザ光
   を、前記第２あるいは第３の光ファイバを透過させて出
   力を得ることを特徴とする青色アップコンバージョンフ
   ァイバレーザ装置。
2. 【請求項２】前記第２の光ファイバの共振器の一端に、
   前記第３の光ファイバの光共振器の一方の反射素子を接
   続し、前記第３の光ファイバの共振器の他端に、前記第
   １の光ファイバの光共振器の他方の反射素子を接続した
   ことを特徴とする請求項１に記載の青色アップコンバー
   ジョンファイバレーザ装置。
3. 【請求項３】前記第２および前記第３の光ファイバの光
   共振器は、それぞれＴｍ^３＋光ファイバを含むように構
   成されることを特徴とする請求項１に記載の青色アップ
   コンバージョンファイバレーザ装置。
4. 【請求項４】前記励起手段は、前記第１の光ファイバ接
   続端とは異なる、前記第２の光ファイバあるいは前記第
   ３の光ファイバの端に接続された半導体レーザで構成さ
   れることを特徴とする請求項２または３に記載の青色ア
   ップコンバージョンファイバレーザ装置。
5. 【請求項５】前記励起手段は、前記第２および第３の光
   ファイバの側面から入射させることを特徴とした請求項
   ２または３に記載の青色アップコンバージョンファイバ
   レーザ装置。
6. 【請求項６】前記第１の光ファイバの光共振器は、４５
   ５nm付近とともに１７５０nm〜２０００nmの波長の光を
   反射する反射素子により構成してなることを特徴とする
   請求項１〜５のいずれかに記載の青色アップコンバージ
   ョンファイバレーザ装置。