JP2005026475A - 光ファイバレーザ - Google Patents
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Abstract
【課題】長波長側における発振を抑制した光ファイバレーザを提供する。
【解決手段】励起光源１０と、希土類元素添加ファイバ１４とを少なくとも備え、レーザ光を発振する光ファイバレーザにおいて、励起光源１０から出射された励起光を希土類元素添加ファイバ１４に入射し、希土類元素添加ファイバ１４の曲げ半径Ｒを調節して、長波長側における不要な光の発生を抑制する。励起光を波長０．９７μｍ帯、発振光を波長０．５５μｍ帯とする。
【選択図】 図１
【解決手段】励起光源１０と、希土類元素添加ファイバ１４とを少なくとも備え、レーザ光を発振する光ファイバレーザにおいて、励起光源１０から出射された励起光を希土類元素添加ファイバ１４に入射し、希土類元素添加ファイバ１４の曲げ半径Ｒを調節して、長波長側における不要な光の発生を抑制する。励起光を波長０．９７μｍ帯、発振光を波長０．５５μｍ帯とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類元素添加ファイバを用いた光ファイバレーザに関し、特に、発振効率を向上した光ファイバレーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エルビウム添加フッ化物ファイバが用いられた光ファイバレーザを、波長０．９７μｍ帯の励起光を用いて、波長０．５４μｍ帯で発振させる方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この方法は、エルビウムイオンのアップコンバージョン効果を利用したものである。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｙ．Ａｌｌａｉｎ、“Ｔｕｎａｂｌｅ ｇｒｅｅｎ ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ”、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ．２８．ｐｐ．１１１−１１３、１９９２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、本来必要とされている波長０．５４μｍ帯における発振（４Ｓ３／２準位から４Ｉ１５／２準位への遷移に対応）と同時に、波長１．５５μｍ帯（４Ｉ１３／２準位から４Ｉ１５／２準位への遷移に対応）における発振が起こるため、発振効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、長波長側における発振を抑制した光ファイバレーザを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、励起光源と、希土類元素添加ファイバとを少なくとも備え、レーザ光を発振する光ファイバレーザにおいて、前記励起光源から出射された励起光を前記希土類元素添加ファイバに入射し、該希土類元素添加ファイバの曲げ半径を調節して、長波長側における不要な光の発生を抑制する光ファイバレーザを提供する。
【０００７】
上記構成の光ファイバレーザにおいて、前記励起光は波長０．９７μｍ帯、前記発振光は波長０．５５μｍ帯であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光ファイバレーザの一例を示す模式図である。
図１中、符号１０は励起光源、１１は第一のレンズ、１２は入力共振器ミラー、１３は第二のレンズ、１４は希土類元素添加ファイバ、１５は第三のレンズ、１６は出力共振器ミラーを示している。
【０００９】
励起光源１０としては、半導体レーザ（ＬＤ）、ファイバレーザなどが用いられ、この励起光源１０は波長０．５μｍ帯〜０．９７μｍ帯の励起光を出射することができる。
【００１０】
第一のレンズ１１、第二のレンズ１３、第三のレンズ１５としては、コリメータレンズが用いられる。
【００１１】
入力共振器ミラー１２、出力共振器ミラー１６としては、例えば、誘電体多層膜が用いられる。
【００１２】
希土類元素添加ファイバ１４は、コア、あるいは、コアおよびクラッドに希土類元素が添加された光ファイバである。
希土類元素としては、エルビウム、イッテルビウム、プラセオジウム、ホルミウム、ネオジミウムなどが用いられ、これらが目的に応じて適宜選択される。−
【００１３】
また、希土類元素添加ファイバ１４は、曲げ半径Ｒで巻き回されて配置されており、その曲げ半径Ｒは、１ｃｍ〜１０ｃｍが望ましい。
曲げ半径Ｒが１ｃｍ未満では、希土類元素添加ファイバ１４に歪みが掛かり、機械的信頼性が低下し、結果として折れるおそれがある。一方、曲げ半径Ｒが１０ｃｍを超えると、希土類元素添加ファイバ１４の占有面積が大きくなる。また、希土類元素添加ファイバ１４を真直ぐに配置した場合と比較しても、曲げ損失による効果が少なくなる。
【００１４】
この例の光ファイバレーザでは、励起光源１０から出射した励起光が第一のレンズ１１でコリメート光とされ、入力共振器ミラー１２を透過した励起光が第二のレンズ１３で集光されて、希土類元素添加ファイバ１４の入力端１４ａに入射し、入力共振器ミラー１２と出力共振器ミラー１６との間でレーザ発振する。このように発振した発振光は、この光ファイバレーザに設けられたシャッタ（図示略）などを介して、出射される。
【００１５】
この例の光ファイバレーザでは、希土類元素添加ファイバ１４の曲げ半径Ｒを調節し、希土類元素添加ファイバ１４に選択的に曲げ損失を発生させることにより、所望の波長のレーザ光よりも長波長側に副次的に発生する光（発振光、自然放出光）を抑制し、所望の波長帯の発振光を発振させることができる。
【００１６】
光ファイバの曲げ損失は、波長が長い方が大きく、波長が短い方が小さい。また、波長が長い場合は、曲げ半径が小さくても曲げ損失は大きく、波長が短い場合は、曲げ半径が小さいと曲げ損失も小さい。そのため、例えば、波長０．５４μｍにおいては曲げ損失を無視できる程度に小さくしながら、同時に波長１．５５μｍにおいて曲げ損失を十分に大きくし、波長１．５５μｍにおける光の発振を抑制することができる。これにより、例えば、波長０．９７μｍの励起光を用いて、波長０．５５μｍ帯の発振光を効率よく発振させることができる。このように、この例の光ファイバレーザにあっては、希土類元素添加光ファイバの曲げ損失により、発振効率を向上させることができる。
【００１７】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例）
希土類元素添加ファイバ１４として、エルビウムを添加したＺＢＬＡＮ光ファイバを使用いて、図１に示したような０．５５μｍ帯の光ファイバレーザを作製した。
希土類元素添加ファイバ１４のコア径を６μｍ、コアとクラッドの比屈折率差Δを０．５％とし、曲げ半径Ｒを１０ｃｍとした。
励起光源１０としては、ＥＤＦＡ励起用９８０ｎｍ半導体レーザを用いた。
このような構成の光ファイバレーザにおいて、励起光源１０から励起光パワーを５００Ｗ投入した。その結果、スロープ効率１４％を得た。
また、比較のために、希土類元素添加光ファイバ１４を曲げずに、直線状に配置した場合のスロープ効率は１１％であった。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバレーザによれば、希土類元素添加ファイバの曲げ半径を調節して、希土類元素添加ファイバに選択的に曲げ損失を発生させることにより、所望の波長のレーザ光よりも長波長側に副次的に発生する不要な光を抑制し、所望の波長帯の発振光を発振させることができる。これにより、希土類元素添加光ファイバの曲げ損失により、発振効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバレーザの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０・・・励起光源、１１・・・第一のレンズ、１２・・・入力共振器ミラー、１３・・・第二のレンズ、１４・・・希土類元素添加ファイバ、１５・・・第三のレンズ、１６・・・出力共振器ミラー。
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類元素添加ファイバを用いた光ファイバレーザに関し、特に、発振効率を向上した光ファイバレーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エルビウム添加フッ化物ファイバが用いられた光ファイバレーザを、波長０．９７μｍ帯の励起光を用いて、波長０．５４μｍ帯で発振させる方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この方法は、エルビウムイオンのアップコンバージョン効果を利用したものである。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｊ．Ｙ．Ａｌｌａｉｎ、“Ｔｕｎａｂｌｅ ｇｒｅｅｎ ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ”、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ．２８．ｐｐ．１１１−１１３、１９９２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、本来必要とされている波長０．５４μｍ帯における発振（４Ｓ３／２準位から４Ｉ１５／２準位への遷移に対応）と同時に、波長１．５５μｍ帯（４Ｉ１３／２準位から４Ｉ１５／２準位への遷移に対応）における発振が起こるため、発振効率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、長波長側における発振を抑制した光ファイバレーザを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、励起光源と、希土類元素添加ファイバとを少なくとも備え、レーザ光を発振する光ファイバレーザにおいて、前記励起光源から出射された励起光を前記希土類元素添加ファイバに入射し、該希土類元素添加ファイバの曲げ半径を調節して、長波長側における不要な光の発生を抑制する光ファイバレーザを提供する。
【０００７】
上記構成の光ファイバレーザにおいて、前記励起光は波長０．９７μｍ帯、前記発振光は波長０．５５μｍ帯であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光ファイバレーザの一例を示す模式図である。
図１中、符号１０は励起光源、１１は第一のレンズ、１２は入力共振器ミラー、１３は第二のレンズ、１４は希土類元素添加ファイバ、１５は第三のレンズ、１６は出力共振器ミラーを示している。
【０００９】
励起光源１０としては、半導体レーザ（ＬＤ）、ファイバレーザなどが用いられ、この励起光源１０は波長０．５μｍ帯〜０．９７μｍ帯の励起光を出射することができる。
【００１０】
第一のレンズ１１、第二のレンズ１３、第三のレンズ１５としては、コリメータレンズが用いられる。
【００１１】
入力共振器ミラー１２、出力共振器ミラー１６としては、例えば、誘電体多層膜が用いられる。
【００１２】
希土類元素添加ファイバ１４は、コア、あるいは、コアおよびクラッドに希土類元素が添加された光ファイバである。
希土類元素としては、エルビウム、イッテルビウム、プラセオジウム、ホルミウム、ネオジミウムなどが用いられ、これらが目的に応じて適宜選択される。−
【００１３】
また、希土類元素添加ファイバ１４は、曲げ半径Ｒで巻き回されて配置されており、その曲げ半径Ｒは、１ｃｍ〜１０ｃｍが望ましい。
曲げ半径Ｒが１ｃｍ未満では、希土類元素添加ファイバ１４に歪みが掛かり、機械的信頼性が低下し、結果として折れるおそれがある。一方、曲げ半径Ｒが１０ｃｍを超えると、希土類元素添加ファイバ１４の占有面積が大きくなる。また、希土類元素添加ファイバ１４を真直ぐに配置した場合と比較しても、曲げ損失による効果が少なくなる。
【００１４】
この例の光ファイバレーザでは、励起光源１０から出射した励起光が第一のレンズ１１でコリメート光とされ、入力共振器ミラー１２を透過した励起光が第二のレンズ１３で集光されて、希土類元素添加ファイバ１４の入力端１４ａに入射し、入力共振器ミラー１２と出力共振器ミラー１６との間でレーザ発振する。このように発振した発振光は、この光ファイバレーザに設けられたシャッタ（図示略）などを介して、出射される。
【００１５】
この例の光ファイバレーザでは、希土類元素添加ファイバ１４の曲げ半径Ｒを調節し、希土類元素添加ファイバ１４に選択的に曲げ損失を発生させることにより、所望の波長のレーザ光よりも長波長側に副次的に発生する光（発振光、自然放出光）を抑制し、所望の波長帯の発振光を発振させることができる。
【００１６】
光ファイバの曲げ損失は、波長が長い方が大きく、波長が短い方が小さい。また、波長が長い場合は、曲げ半径が小さくても曲げ損失は大きく、波長が短い場合は、曲げ半径が小さいと曲げ損失も小さい。そのため、例えば、波長０．５４μｍにおいては曲げ損失を無視できる程度に小さくしながら、同時に波長１．５５μｍにおいて曲げ損失を十分に大きくし、波長１．５５μｍにおける光の発振を抑制することができる。これにより、例えば、波長０．９７μｍの励起光を用いて、波長０．５５μｍ帯の発振光を効率よく発振させることができる。このように、この例の光ファイバレーザにあっては、希土類元素添加光ファイバの曲げ損失により、発振効率を向上させることができる。
【００１７】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例）
希土類元素添加ファイバ１４として、エルビウムを添加したＺＢＬＡＮ光ファイバを使用いて、図１に示したような０．５５μｍ帯の光ファイバレーザを作製した。
希土類元素添加ファイバ１４のコア径を６μｍ、コアとクラッドの比屈折率差Δを０．５％とし、曲げ半径Ｒを１０ｃｍとした。
励起光源１０としては、ＥＤＦＡ励起用９８０ｎｍ半導体レーザを用いた。
このような構成の光ファイバレーザにおいて、励起光源１０から励起光パワーを５００Ｗ投入した。その結果、スロープ効率１４％を得た。
また、比較のために、希土類元素添加光ファイバ１４を曲げずに、直線状に配置した場合のスロープ効率は１１％であった。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバレーザによれば、希土類元素添加ファイバの曲げ半径を調節して、希土類元素添加ファイバに選択的に曲げ損失を発生させることにより、所望の波長のレーザ光よりも長波長側に副次的に発生する不要な光を抑制し、所望の波長帯の発振光を発振させることができる。これにより、希土類元素添加光ファイバの曲げ損失により、発振効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバレーザの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０・・・励起光源、１１・・・第一のレンズ、１２・・・入力共振器ミラー、１３・・・第二のレンズ、１４・・・希土類元素添加ファイバ、１５・・・第三のレンズ、１６・・・出力共振器ミラー。
Claims (2)
- 励起光源と、希土類元素添加ファイバとを少なくとも備え、レーザ光を発振する光ファイバレーザにおいて、
前記励起光源から出射された励起光を前記希土類元素添加ファイバに入射し、該希土類元素添加ファイバの曲げ半径を調節して、長波長側における不要な光の発生を抑制することを特徴とする光ファイバレーザ。 - 前記励起光は波長０．９７μｍ帯、前記発振光は波長０．５５μｍ帯であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003190622A JP2005026475A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 光ファイバレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003190622A JP2005026475A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 光ファイバレーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005026475A true JP2005026475A (ja) | 2005-01-27 |
Family
ID=34188452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003190622A Withdrawn JP2005026475A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 光ファイバレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005026475A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100034A1 (ja) | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Central Glass Company, Limited | 多波長光源 |
| WO2007119807A1 (ja) * | 2006-04-18 | 2007-10-25 | Central Glass Company, Limited | Ａｓｅ光源 |
| CN106148824A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-23 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种c级运钞车用防弹钢板及其制备方法 |
-
2003
- 2003-07-02 JP JP2003190622A patent/JP2005026475A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100034A1 (ja) | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Central Glass Company, Limited | 多波長光源 |
| WO2007119807A1 (ja) * | 2006-04-18 | 2007-10-25 | Central Glass Company, Limited | Ａｓｅ光源 |
| CN106148824A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-11-23 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种c级运钞车用防弹钢板及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |