JP2006319219A - Multimode optical fiber and its utilization - Google Patents

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学 齋藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multimode optical fiber that significantly reduces the possibility of excitation light source deterioration or damage through the use of optical fiber laser emitting high-power light. <P>SOLUTION: This optical fiber is a multimode optical fiber to be used for connecting a rare-earth additive optical fiber with a rare-earth element added as a medium to amplify the signal light of wavelength λ<SB>1</SB>to excitation light source of wavelength λ<SB>2</SB>for exciting the above rare-earth additive optical fiber. In this multimode fiber, the loss of wavelength λ<SB>1</SB>is larger than that of wavelength λ<SB>2</SB>and a difference between them is 0.1 dB/m or more. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバ増幅器、光ファイバレーザ装置、レーザモジュールなどの増幅用光ファイバとして用いる多モード光ファイバに関し、特に、高いパワーの光を伝送する光ファイバレーザなどに好適な多モード光ファイバとそれを用いた光ファイバカプラ、光ファイバモジュール、光ファイバ増幅器、光ファイバレーザ、レーザモジュールに関する。   The present invention relates to a multimode optical fiber used as an optical fiber for amplification such as an optical fiber amplifier, an optical fiber laser device, and a laser module, and more particularly to a multimode optical fiber suitable for an optical fiber laser that transmits high-power light, etc. The present invention relates to an optical fiber coupler, an optical fiber module, an optical fiber amplifier, an optical fiber laser, and a laser module using the same.

近年、希土類添加光ファイバを用いたファイバレーザが注目を集めている。
ファイバレーザに関しては、既に多くの提案が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、複数の励起光源からの出力を効率よくクラッドポンピングファイバに接続する方法としては、例えば特許文献２に開示されている。
特開平５−２７５７９２号公報 特開平１１−７２６２９号公報 In recent years, fiber lasers using rare earth-doped optical fibers have attracted attention.
Many proposals have already been disclosed regarding fiber lasers (see, for example, Patent Document 1).
A method for efficiently connecting outputs from a plurality of excitation light sources to a clad pumping fiber is disclosed in, for example, Patent Document 2.
JP-A-5-275792 JP 11-72629 A

しかしながら、このような高いパワーの光を光ファイバを用いて伝送する場合、高いパワーを持った光が励起光源に入り、励起光源を劣化あるいは損傷させるという問題があった。図２〜図４は、従来の光ファイバレーザや光ファイバ増幅器などにおける励起光源の劣化、損傷の発生原理を説明する構成図である。これらの図中、符号１１は励起光源、１２は希土類添加光ファイバである。
図２は、前方励起の場合を示しており、この装置では複数の励起光源１１からの励起光が希土類添加光ファイバ１２の入射側から入射され、希土類添加光ファイバ１２内の希土類元素イオンが励起され、入射側から信号光が入射されると、増幅された高パワー光が希土類添加光ファイバ１２の出射側から出射されるように構成されている。
図３は、後方励起の場合を示しており、この装置では希土類添加光ファイバ１２の出射側に複数の励起光源１１を接続して励起光を入射しておき、希土類添加光ファイバ１２の入射側から信号光が入射されると、増幅された高パワー光が希土類添加光ファイバ１２の出射側から出射されるように構成されている。
図４は双方向励起の場合を示しており、この装置では希土類添加光ファイバ１２の入射側と出射側のそれぞれに複数の励起光源１１を接続して励起光を入射しておき、希土類添加光ファイバ１２の入射側から信号光が入射されると、増幅された高パワー光が希土類添加光ファイバ１２の出射側から出射されるように構成されている。 However, when such high-power light is transmitted using an optical fiber, there is a problem that light with high power enters the pumping light source and degrades or damages the pumping light source. 2 to 4 are configuration diagrams illustrating the principle of deterioration and damage of a pumping light source in a conventional optical fiber laser or optical fiber amplifier. In these drawings, reference numeral 11 is an excitation light source, and 12 is a rare earth-doped optical fiber.
FIG. 2 shows a case of forward pumping. In this apparatus, pumping light from a plurality of pumping light sources 11 is incident from the incident side of the rare earth-doped optical fiber 12, and rare earth element ions in the rare earth-doped optical fiber 12 are pumped. When the signal light is incident from the incident side, the amplified high power light is emitted from the emission side of the rare earth-doped optical fiber 12.
FIG. 3 shows the case of backward pumping. In this apparatus, a plurality of pumping light sources 11 are connected to the emission side of the rare earth-doped optical fiber 12 to make the pumping light incident, and the incident side of the rare earth-doped optical fiber 12 is entered. When the signal light is incident from, the amplified high power light is emitted from the emission side of the rare earth-doped optical fiber 12.
FIG. 4 shows the case of bidirectional pumping. In this apparatus, a plurality of pumping light sources 11 are connected to the incident side and the outgoing side of the rare earth-doped optical fiber 12, and pumping light is incident thereon. When signal light enters from the incident side of the fiber 12, the amplified high power light is emitted from the emission side of the rare earth-doped optical fiber 12.

前方励起の場合、図２に示すように、出射側の光ファイバの端面で反射した戻り光が、希土類添加光ファイバ１２内で増幅されパワーが高くなった後、励起光源１１に戻り、励起光源１１を劣化、あるいは損傷させることがある。
また、後方励起の場合、図３に示すように、希土類添加光ファイバ１２内で増幅されパワーが高くなった光が直接励起光源１１に入り、励起光源１１を劣化、あるいは損傷させることがある。
さらに図４に示す双方向励起の場合は、前記前方励起の場合と、後方励起の場合との双方に記した現象が起こり、やはり励起光源１１を劣化、あるいは損傷させることがある。 In the case of forward pumping, as shown in FIG. 2, the return light reflected by the end face of the optical fiber on the emission side is amplified in the rare earth-doped optical fiber 12 and becomes higher in power, and then returns to the pumping light source 11 to 11 may be deteriorated or damaged.
In the case of backward pumping, as shown in FIG. 3, light that has been amplified in the rare-earth-doped optical fiber 12 and has increased power may directly enter the pumping light source 11 and deteriorate or damage the pumping light source 11.
Furthermore, in the case of bidirectional excitation shown in FIG. 4, the phenomenon described in both the case of forward excitation and the case of backward excitation occurs, and the excitation light source 11 may be deteriorated or damaged.

本発明は前記事情に鑑みてなされ、高パワー光を出射する光ファイバレーザ等において使用することにより、励起光源の劣化や損傷の可能性を顕著に低下させることが可能な多モード光ファイバの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a multimode optical fiber capable of remarkably reducing the possibility of deterioration or damage of the pumping light source when used in an optical fiber laser or the like that emits high power light. With the goal.

前記目的を達成するため、本発明は、波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源との接続に用いられる多モード光ファイバであって、波長λ１における損失が波長λ２における損失よりも大きく、且つその差が０．１ｄＢ／ｍ以上であることを特徴とする多モード光ファイバを提供する。 To achieve the above object, the present invention includes a rare earth doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light of the wavelength lambda 1, the wavelength lambda 2 of pump light source that pumps the rare earth-doped optical fiber Provided is a multimode optical fiber used for connection, characterized in that the loss at wavelength λ 1 is larger than the loss at wavelength λ 2 and the difference is 0.1 dB / m or more. To do.

本発明の多モード光ファイバにおいて、コアとクラッドの少なくともいずれか一方に、ツリウム、サマリウム、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ネオジム、プラセオジム、ホルミウム、コバルト、ニッケルからなる群から選択された少なくとも１種類の元素がドープされたものであることが好ましい。   In the multimode optical fiber of the present invention, at least one element selected from the group consisting of thulium, samarium, ytterbium, erbium, dysprosium, neodymium, praseodymium, holmium, cobalt, and nickel is provided in at least one of the core and the clad. Is preferably doped.

本発明の多モード光ファイバにおいて、コアとクラッドの少なくともいずれか一方に窒素が１０ｐｐｍ以上含まれていることが好ましい。   In the multimode optical fiber of the present invention, it is preferable that 10 ppm or more of nitrogen is contained in at least one of the core and the clad.

本発明の多モード光ファイバにおいて、コアとクラッドの少なくともいずれか一方にＯＨ基が１００ｐｐｍ以上含まれていることが好ましい。   In the multimode optical fiber of the present invention, it is preferable that at least one of the core and the clad contains 100 ppm or more of OH groups.

また本発明は、前述した本発明に係る多モード光ファイバを２本以上融着、延伸してなることを特徴とする光ファイバカプラを提供する。   The present invention also provides an optical fiber coupler comprising two or more multimode optical fibers according to the present invention fused and stretched.

また本発明は、前述した本発明に係る１本以上の多モード光ファイバと、信号光伝送用のシングルモード光ファイバとを溶融、延伸してなることを特徴とする光ファイバカプラを提供する。   The present invention also provides an optical fiber coupler characterized by melting and stretching one or more multimode optical fibers according to the present invention and a single mode optical fiber for signal light transmission.

また本発明は、波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源とを有する光ファイバモジュールであって、前記希土類添加光ファイバと前記励起光源とを結ぶ経路の一部又は全部に前述した本発明に係る多モード光ファイバを用いていることを特徴とする光ファイバモジュールを提供する。 The present invention also relates to an optical fiber module having a rare earth element-doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light having a wavelength λ 1 and a pumping light source having a wavelength λ 2 for exciting the rare earth doped optical fiber. Thus, an optical fiber module is provided in which the above-described multimode optical fiber according to the present invention is used in part or all of the path connecting the rare earth-doped optical fiber and the excitation light source.

この光ファイバモジュールにおいて、前記希土類添加光ファイバは、コア部とその周囲に設けられコア部よりも低屈折率の第１クラッド部と、該第１クラッド部の周囲に設けられ第１クラッド部よりも低屈折率の第２クラッド部を有してなるものであることが好ましい。   In this optical fiber module, the rare earth-doped optical fiber includes a core portion, a first clad portion provided around the core portion and having a lower refractive index than the core portion, and a first clad portion provided around the first clad portion. Also, it is preferable that the second clad portion has a low refractive index.

また本発明は、波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源とを有する光ファイバ増幅器であって、前記希土類添加光ファイバと前記励起光源とを結ぶ経路の一部又は全部に前述した本発明に係る多モード光ファイバを用いていることを特徴とする光ファイバ増幅器を提供する。 The present invention also relates to an optical fiber amplifier having a rare earth-doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light having a wavelength λ 1 and a pumping light source having a wavelength λ 2 for exciting the rare-earth doped optical fiber. Thus, an optical fiber amplifier is provided in which the above-described multimode optical fiber according to the present invention is used in part or all of the path connecting the rare earth-doped optical fiber and the pumping light source.

また本発明は、波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源とを有する光ファイバレーザであって、前記希土類添加光ファイバと前記励起光源とを結ぶ経路の一部又は全部に前述した本発明に係る多モード光ファイバを用いていることを特徴とする光ファイバレーザを提供する。 The present invention also relates to an optical fiber laser having a rare earth element-doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light having a wavelength λ 1 and a pumping light source having a wavelength λ 2 for exciting the rare earth element-doped optical fiber. Thus, an optical fiber laser is provided in which the above-described multimode optical fiber according to the present invention is used in part or all of the path connecting the rare earth-doped optical fiber and the excitation light source.

また本発明は、波長λ１の信号光を増幅することが可能な波長λ２の光を発する、ピグテールファイバを有するレーザモジュールであって、前述した本発明に係る多モード光ファイバを該ピグテールファイバとして使用していることを特徴とするレーザモジュールを提供する。 The present invention also provides a laser module having a pigtail fiber that emits light having a wavelength λ 2 capable of amplifying signal light having a wavelength λ 1 , wherein the multi-mode optical fiber according to the present invention is the pigtail fiber. The present invention provides a laser module characterized by being used as:

本発明の多モード光ファイバを用いることによって、励起光のパワーを下げることなく、増幅された信号光が励起光源に戻り光として戻る場合のパワーを小さくすることができるので、励起光源の劣化や損傷の可能性を著しく低下させることができる。   By using the multimode optical fiber of the present invention, it is possible to reduce the power when the amplified signal light returns to the pumping light source as light without reducing the power of the pumping light. The possibility of damage can be significantly reduced.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る多モード光ファイバを用いた光ファイバレーザを例示する構成図である。本例による光ファイバレーザは、Ｙｂなどの希土類元素がドープされた希土類添加光ファイバ２３とその入射側に本発明の多モード光ファイバ２２を介して接続された複数の励起光源２１とを備え、希土類添加光ファイバ２３の入射側から波長λ２（例えば波長波長９７６ｎｍ）の励起光を入射し、該入射側から入射される波長λ１（例えば波長１０６４ｎｍ）の信号光を前方励起によって増幅し、希土類添加光ファイバ２３の出射側から高パワーのレーザ光を出射する構成になっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical fiber laser using a multimode optical fiber according to the present invention. The optical fiber laser according to this example includes a rare earth-doped optical fiber 23 doped with a rare earth element such as Yb and a plurality of excitation light sources 21 connected to the incident side via the multimode optical fiber 22 of the present invention, Excitation light having a wavelength λ 2 (for example, wavelength 976 nm) is incident from the incident side of the rare earth-doped optical fiber 23, and the signal light having a wavelength λ 1 (for example, wavelength 1064nm) incident from the incident side is amplified by forward excitation, High power laser light is emitted from the emission side of the rare earth doped optical fiber 23.

前記希土類添加光ファイバ２３としては、Ｙｂなどの希土類元素がドープされたコア部と、その周囲に設けられコア部よりも低屈折率の第１クラッド部と、該第１クラッド部の周囲に設けられ第１クラッド部よりも低屈折率の第２クラッド部を有してなるダブルクラッドファイバを用いることが好ましい。この種のダブルクラッドファイバを用いる場合、光源（図示せず）より出射された波長λ１の信号光は、ダブルクラッドファイバのコア部に入射され、励起光源２１から出射された波長λ２の励起光は多モード光ファイバ２２を通って該ダブルクラッドファイバのクラッド部から入射され、コア部に送られることで、信号光が増幅される。増幅された信号光は、図示しないコリメータ等を介して高パワーレーザ光として出射される。 The rare earth-doped optical fiber 23 includes a core portion doped with a rare earth element such as Yb, a first clad portion provided around the core portion and having a lower refractive index than the core portion, and provided around the first clad portion. It is preferable to use a double clad fiber having a second clad portion having a lower refractive index than the first clad portion. When this type of double-clad fiber is used, the signal light having the wavelength λ 1 emitted from the light source (not shown) is incident on the core of the double-clad fiber and is excited by the wavelength λ 2 emitted from the excitation light source 21. The light is incident from the clad portion of the double clad fiber through the multimode optical fiber 22 and sent to the core portion, so that the signal light is amplified. The amplified signal light is emitted as high power laser light through a collimator or the like (not shown).

前記励起光源２１と前記希土類添加光ファイバ２３とを結ぶ経路の一部または全部には、本発明に係る多モード光ファイバ２２が用いられている。この多モード光ファイバ２２は、信号光の波長λ１における損失が、励起光の波長λ２における損失よりも大きく、且つその差が０．１ｄＢ／ｍ以上であることを特徴としている。 The multimode optical fiber 22 according to the present invention is used in part or all of the path connecting the excitation light source 21 and the rare earth-doped optical fiber 23. The multimode optical fiber 22 is characterized in that the loss of the signal light at the wavelength λ 1 is larger than the loss at the wavelength λ 2 of the pumping light, and the difference is 0.1 dB / m or more.

本発明の好ましい実施形態において、多モード光ファイバ２２は、信号光の波長λ１における損失が励起光の波長λ２における損失よりも大きくなるように、コアとクラッドの少なくともいずれか一方に、ツリウム、サマリウム、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ネオジム、プラセオジム、ホルミウム、コバルト、ニッケルからなる群から選択された少なくとも１種類の元素がドープされているものが好ましい。前述した元素のドープ量は、信号光の波長λ１における損失が励起光の波長λ２における損失よりも０．１ｄＢ／ｍ以上大きくなる最低値（ドープ量下限値）から、ドープ元素濃度に起因する励起光の損失が実用上問題となる直前の上限値（ドープ量上限値）までの範囲内で任意に設定することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, the multimode optical fiber 22 has thulium in at least one of the core and the clad so that the loss at the wavelength λ 1 of the signal light is larger than the loss at the wavelength λ 2 of the pumping light. It is preferable to be doped with at least one element selected from the group consisting of samarium, ytterbium, erbium, dysprosium, neodymium, praseodymium, holmium, cobalt, and nickel. The doping amount of the element described above is caused by the concentration of the doping element from the lowest value (lower doping amount lower limit value) in which the loss at the wavelength λ 1 of the signal light is 0.1 dB / m or more larger than the loss at the wavelength λ 2 of the excitation light. It can be arbitrarily set within the range up to the upper limit (doping amount upper limit) immediately before the loss of excitation light to be practically problematic.

この多モード光ファイバ２２は、コアとクラッドの少なくともいずれか一方に窒素が１０ｐｐｍ以上含まれ、および／またはＯＨ基が１００ｐｐｍ以上含まれていてもよい。   The multimode optical fiber 22 may contain 10 ppm or more of nitrogen and / or 100 ppm or more of OH groups in at least one of the core and the clad.

この多モード光ファイバ２２のより具体的な例として、コアにツリウムを１００００質量ｐｐｍドープした多モード光ファイバが挙げられる。この多モード光ファイバの損失波長特性は図５に示す通りであり、波長９７６ｎｍにおける損失は０．１ｄＢ／ｍ程度であるのに対し、波長１０６４ｎｍにおける損失は２０ｄＢ／ｍ以上となっている。   A more specific example of the multimode optical fiber 22 is a multimode optical fiber having a core doped with 10,000 mass ppm of thulium. The loss wavelength characteristics of this multimode optical fiber are as shown in FIG. 5. The loss at a wavelength of 976 nm is about 0.1 dB / m, whereas the loss at a wavelength of 1064 nm is 20 dB / m or more.

本発明において、多モード光ファイバ２２の信号光の波長λ１と励起光の波長λ２における損失の差が０．１ｄＢ／ｍ以上あれば、戻り光減衰効果は得られるが、この損失の差が大きければ、より短い光ファイバで戻り光減衰効果を得ることができる。したがって、特に多くの励起光源２１を使用する場合は、信号光の波長λ１と励起光の波長λ２における損失の差が大きい多モード光ファイバ２２を用いる方が、装置全体の大きさを小型化できる面から有利である。本発明の多モード光ファイバ２２において、信号光の波長λ１と励起光の波長λ２における損失の差は、好ましくは３ｄＢ／ｍ以上、さらに好ましくは１７ｄＢ／ｍ以上あることが望ましい。 In the present invention, if the difference in loss between the signal light wavelength λ 1 and the pumping light wavelength λ 2 of the multimode optical fiber 22 is 0.1 dB / m or more, the return light attenuation effect can be obtained. Is large, the return light attenuation effect can be obtained with a shorter optical fiber. Therefore, particularly when many pumping light sources 21 are used, the use of the multimode optical fiber 22 having a large loss difference between the wavelength λ 1 of the signal light and the wavelength λ 2 of the pumping light reduces the size of the entire apparatus. This is advantageous from the standpoint that In the multimode optical fiber 22 of the present invention, the difference in loss between the wavelength λ 1 of the signal light and the wavelength λ 2 of the pumping light is preferably 3 dB / m or more, more preferably 17 dB / m or more.

前述したコアにツリウムを添加した多モード光ファイバ２２を用い、信号光の波長λ１が１０６４ｎｍであり、励起光の波長λ２が９７６ｎｍである場合、図１に示す光ファイバレーザでは、それぞれの励起光源２１から多モード光ファイバ２２を通して希土類添加光ファイバ２３へ波長９７６ｎｍの励起光が伝送される。なお、多モード光ファイバ２２と希土類添加光ファイバ２３との接続は、例えば特開平１１−７２６２９号公報などに記載されている公知の方法などを用いて接続することができる。この多モード光ファイバ２２は、波長９７６ｎｍの励起光に対する損失が十分に小さいため、励起光は希土類添加光ファイバ２３へ、大きくパワーが低下することなく伝送される。 When the multimode optical fiber 22 in which thulium is added to the core described above is used, the wavelength λ 1 of the signal light is 1064 nm, and the wavelength λ 2 of the pumping light is 976 nm, the optical fiber laser shown in FIG. Excitation light having a wavelength of 976 nm is transmitted from the excitation light source 21 through the multimode optical fiber 22 to the rare earth-doped optical fiber 23. The multimode optical fiber 22 and the rare earth-doped optical fiber 23 can be connected using a known method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-72629. Since this multimode optical fiber 22 has a sufficiently small loss with respect to the pumping light having a wavelength of 976 nm, the pumping light is transmitted to the rare earth-doped optical fiber 23 without greatly reducing the power.

一方、希土類添加光ファイバ２３で増幅される信号光の波長は１０６４ｎｍであるため、励起光源への戻り光の波長は１０６４ｎｍとなる。そして、前記多モード光ファイバ２２は、波長１０６４ｎｍの光に対する損失が大きいため、戻り光は励起光源２１に到達する前に減衰され、そのパワーが大きく低下することになる。その結果、高いパワーの戻り光が励起光源２１に到達することはなく、励起光源２１が劣化あるいは損傷することを防ぐことが可能となる。   On the other hand, since the wavelength of the signal light amplified by the rare earth-doped optical fiber 23 is 1064 nm, the wavelength of the return light to the excitation light source is 1064 nm. Since the multimode optical fiber 22 has a large loss with respect to light having a wavelength of 1064 nm, the return light is attenuated before reaching the pumping light source 21 and its power is greatly reduced. As a result, high-power return light does not reach the excitation light source 21, and it is possible to prevent the excitation light source 21 from being deteriorated or damaged.

なお、前述した例示は本発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されることなく、種々の修正や変更が可能である。前述した信号光、励起光の波長は、前述した例以外の場合でも、当業者が調整可能な範囲でドーパントの種類や濃度を適宜変えることで、同様の効果を得ることができる。   The above-described illustration is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various modifications and changes can be made. Even if the wavelength of the signal light and the excitation light described above is other than the examples described above, the same effects can be obtained by appropriately changing the type and concentration of the dopant within a range that can be adjusted by those skilled in the art.

また、本発明の多モード光ファイバは、前述した光ファイバレーザに限らず、増幅用の希土類添加光ファイバと励起光源とを備えた各種装置、例えば、光ファイバモジュール、光ファイバ増幅器、レーザモジュールなどにおいて、励起光源と希土類添加光ファイバとを結ぶ経路の一部又は全部に用いることができ、あるいはレーザモジュールのピグテールファイバとして使用することができる。本発明の多モード光ファイバを用いることで、これらモジュールなどにおいても、戻り光減衰効果によって励起光源の劣化や損傷を防ぎ、光源の長寿命化を図ることができる。   The multimode optical fiber of the present invention is not limited to the above-described optical fiber laser, but various devices including a rare earth-doped optical fiber for amplification and a pumping light source, such as an optical fiber module, an optical fiber amplifier, and a laser module. 1 can be used for a part or all of the path connecting the pumping light source and the rare earth-doped optical fiber, or can be used as a pigtail fiber of a laser module. By using the multimode optical fiber of the present invention, in these modules and the like, deterioration and damage of the excitation light source can be prevented by the return light attenuation effect, and the life of the light source can be extended.

さらに、本発明の多モード光ファイバは、２本以上の多モード光ファイバ同士、あるいは、本発明の多モード光ファイバと別の光ファイバとを融着、延伸して光ファイバカプラを作製することもできる。このようにして得られた光ファイバカプラは、励起光源と希土類添加光ファイバとを接続するための光ファイバカプラなどに用いることができ、前記例示と同様に戻り光減衰効果によって励起光源の劣化や損傷を防ぎ、光源の長寿命化を図ることができる。   Furthermore, the multimode optical fiber of the present invention is produced by fusing and stretching two or more multimode optical fibers or the multimode optical fiber of the present invention and another optical fiber to produce an optical fiber coupler. You can also. The optical fiber coupler thus obtained can be used as an optical fiber coupler for connecting a pumping light source and a rare earth-doped optical fiber, and the deterioration of the pumping light source due to the return light attenuation effect as in the above example. Damage can be prevented and the life of the light source can be extended.

［実施例１］
図１に示した系を用い、信号光の波長を１０６４ｎｍ、励起光の波長を９７６ｎｍとして、励起光源から希土類添加光ファイバまでの経路に用いる光ファイバを、本発明による多モード光ファイバを用いた場合と、従来の多モード光ファイバを使用した場合について、励起光源の劣化、あるいは損傷の様子を比較した。
本発明の多モード光ファイバとしては、コアにツリウムを１００００質量ｐｐｍドープしたものを使用した。その損失波長特性は図５に示す通りである。また、従来の多モード光ファイバとしては、コアにツリウムをドープしていない以外は本発明の多モード光ファイバと等しいものを用いた。
それぞれ１０の系（１つの系につき励起光源は６つ）を作製し、３ヶ月間の動作試験を行ったところ、本発明の光ファイバを用いた系では、励起光源の劣化、損傷は確認できなかったが、従来の光ファイバを用いた系では、励起光源の出力が半分以下に低下していたものが７つあり、その内の１つは、出力がほとんどゼロになっていた。 [Example 1]
Using the system shown in FIG. 1, the wavelength of the signal light is 1064 nm, the wavelength of the pumping light is 976 nm, and the optical fiber used for the path from the pumping light source to the rare earth-doped optical fiber is the multimode optical fiber according to the present invention. In the case of using a conventional multimode optical fiber, the deterioration or damage of the excitation light source was compared.
As the multimode optical fiber of the present invention, a core doped with 10,000 mass ppm of thulium was used. The loss wavelength characteristic is as shown in FIG. Moreover, as a conventional multimode optical fiber, the same multimode optical fiber as that of the present invention was used except that the core was not doped with thulium.
10 systems each (six pumping light sources per system) were prepared and tested for three months. In the system using the optical fiber of the present invention, deterioration and damage of the pumping light source could not be confirmed. However, in the system using the conventional optical fiber, there were seven that the output of the pumping light source was reduced to less than half, and one of them was almost zero in output.

［実施例２］
図１に示した系を用い、信号光の波長を１０６４ｎｍ、励起光の波長を９１５ｎｍとして、励起光源から希土類添加光ファイバまでの経路に用いる光ファイバを、本発明の多モード光ファイバを用いた場合と、従来の多モード光ファイバを使用した場合について、励起光源の劣化、あるいは損傷の様子を比較した。
本発明の多モード光ファイバとしては、コアにツリウムを１００００質量ｐｐｍドープしたものを使用した。その損失波長特性は図５に示す通りである。また、従来の多モード光ファイバとしては、コアにツリウムをドープしていない以外は本発明の多モード光ファイバと等しいものを用いた。
それぞれ１０の系（１つの系につき励起光源は６つ）を作製し、３ヶ月間の動作試験を行ったところ、本発明の光ファイバを用いた系では、励起光源の劣化、損傷は確認できなかったが、従来の光ファイバを用いた系では、励起光源の出力が半分以下に低下していたものが７つあり、その内の１つは、出力がほとんどゼロになっていた。 [Example 2]
Using the system shown in FIG. 1, the wavelength of the signal light is 1064 nm, the wavelength of the pumping light is 915 nm, and the optical fiber used for the path from the pumping light source to the rare earth-doped optical fiber is the multimode optical fiber of the present invention. In the case of using a conventional multimode optical fiber, the deterioration or damage of the excitation light source was compared.
As the multimode optical fiber of the present invention, a core doped with 10,000 mass ppm of thulium was used. The loss wavelength characteristic is as shown in FIG. Moreover, as a conventional multimode optical fiber, the same multimode optical fiber as that of the present invention was used except that the core was not doped with thulium.
10 systems each (six pumping light sources per system) were prepared and tested for three months. In the system using the optical fiber of the present invention, deterioration and damage of the pumping light source could not be confirmed. However, in the system using the conventional optical fiber, there were seven that the output of the pumping light source was reduced to less than half, and one of them was almost zero in output.

［実施例３］
表１に示す通り、ツリウムのドープ濃度を変えたＮｏ．１〜４の多モード光ファイバを作製した。 [Example 3]
As shown in Table 1, no. 1-4 multimode optical fibers were fabricated.

Figure 2006319219
Figure 2006319219

図１に示した系を用い、その効果を確認した。信号光の波長は１０６４ｎｍ、励起光の波長は９７６ｎｍとした。
表１に示す通り、信号光の波長と、励起光の波長の損失の差によって、適宜使用する多モード光ファイバの長さを変えた。
それぞれの多モード光ファイバについて、実施例１と同様の動作試験を行ったところ、全ての多モード光ファイバについて実施例１と同様の結果が得られた。 The effect was confirmed using the system shown in FIG. The wavelength of the signal light was 1064 nm, and the wavelength of the excitation light was 976 nm.
As shown in Table 1, the length of the multimode optical fiber to be used was appropriately changed depending on the difference in loss between the wavelength of the signal light and the wavelength of the excitation light.
For each multimode optical fiber, the same operation test as in Example 1 was performed. As a result, the same results as in Example 1 were obtained for all the multimode optical fibers.

［実施例４］
コアにサマリウムを２０００質量ｐｐｍ添加した多モード光ファイバを用い、図１に示した系を用い、その効果を確認した。信号光の波長は１０６４ｎｍ、励起光の波長は９７６ｎｍとした。この多モード光ファイバの損失波長特性を図６に示す。
この多モード光ファイバを用い、実施例１と同様の動作試験を行ったところ、実施例１と同様の効果が得られた。 [Example 4]
The effect was confirmed using a multimode optical fiber with 2000 mass ppm of samarium added to the core and using the system shown in FIG. The wavelength of the signal light was 1064 nm, and the wavelength of the excitation light was 976 nm. FIG. 6 shows the loss wavelength characteristics of this multimode optical fiber.
When this multimode optical fiber was used to perform the same operation test as in Example 1, the same effect as in Example 1 was obtained.

［実施例５］
コアにコバルトを１００質量ｐｐｍ添加した多モード光ファイバを用い、図１に示した系を用い、その効果を確認した。信号光の波長は１０６４ｎｍ、励起光の波長は９１５ｎｍとした。この多モード光ファイバの損失波長特性を図７に示す。
この多モード光ファイバを用い、実施例１と同様の動作試験を行ったところ、実施例１と同様の効果が得られた。 [Example 5]
The effect was confirmed using a multimode optical fiber in which 100 mass ppm of cobalt was added to the core and using the system shown in FIG. The wavelength of the signal light was 1064 nm, and the wavelength of the excitation light was 915 nm. FIG. 7 shows the loss wavelength characteristics of this multimode optical fiber.
When this multimode optical fiber was used to perform the same operation test as in Example 1, the same effect as in Example 1 was obtained.

本発明に係る多モード光ファイバを用いた光ファイバレーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical fiber laser using the multimode optical fiber which concerns on this invention. 従来装置における励起光源の劣化、損傷の発生原理を説明するであり、前方励起の場合を示す構成図である。It is a block diagram which demonstrates the generation | occurrence | production principle of deterioration of an excitation light source and damage in a conventional apparatus, and shows the case of forward excitation. 従来装置における励起光源の劣化、損傷の発生原理を説明するであり、後方励起の場合を示す構成図である。It is a block diagram which demonstrates the generation | occurrence | production principle of deterioration and damage of the excitation light source in a conventional apparatus, and shows the case of back excitation. 従来装置における励起光源の劣化、損傷の発生原理を説明するであり、双方向励起の場合を示す構成図である。It is a block diagram for explaining the principle of generation of deterioration and damage of the excitation light source in the conventional apparatus, and showing the case of bidirectional excitation. 本発明に係る実施例１で作製した多モード光ファイバの損失波長特性を示すグラフである。It is a graph which shows the loss wavelength characteristic of the multimode optical fiber produced in Example 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例４で作製した多モード光ファイバの損失波長特性を示すグラフである。It is a graph which shows the loss wavelength characteristic of the multimode optical fiber produced in Example 4 which concerns on this invention. 本発明に係る実施例５で作製した多モード光ファイバの損失波長特性を示すグラフである。It is a graph which shows the loss wavelength characteristic of the multimode optical fiber produced in Example 5 which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２１…励起光源、２２…多モード光ファイバ、２３…希土類添加光ファイバ。
21 ... excitation light source, 22 ... multimode optical fiber, 23 ... rare earth doped optical fiber.

Claims (11)

波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源との接続に用いられる多モード光ファイバであって、波長λ１における損失が波長λ２における損失よりも大きく、且つその差が０．１ｄＢ／ｍ以上であることを特徴とする多モード光ファイバ。 A multimode optical fiber used for connecting a rare earth-doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light having a wavelength λ 1 and a pumping light source having a wavelength λ 2 for exciting the rare earth-doped optical fiber. A multimode optical fiber characterized in that the loss at wavelength λ 1 is larger than the loss at wavelength λ 2 and the difference is 0.1 dB / m or more. コアとクラッドの少なくともいずれか一方に、ツリウム、サマリウム、イッテルビウム、エルビウム、ジスプロシウム、ネオジム、プラセオジム、ホルミウム、コバルト、ニッケルからなる群から選択された少なくとも１種類の元素がドープされたことを特徴とする請求項１に記載の多モード光ファイバ。   At least one of the core and the clad is doped with at least one element selected from the group consisting of thulium, samarium, ytterbium, erbium, dysprosium, neodymium, praseodymium, holmium, cobalt, nickel The multimode optical fiber according to claim 1. コアとクラッドの少なくともいずれか一方に窒素が１０ｐｐｍ以上含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多モード光ファイバ。   The multimode optical fiber according to claim 1 or 2, wherein at least one of the core and the clad contains 10 ppm or more of nitrogen. コアとクラッドの少なくともいずれか一方にＯＨ基が１００ｐｐｍ以上含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多モード光ファイバ。   The multimode optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the core and the clad contains 100 ppm or more of OH groups. 請求項１〜４のいずれかに記載の多モード光ファイバを２本以上融着、延伸してなることを特徴とする光ファイバカプラ。   An optical fiber coupler comprising two or more multimode optical fibers according to any one of claims 1 to 4 fused and stretched. 請求項１〜４のいずれかに記載の１本以上の多モード光ファイバと、信号光伝送用のシングルモード光ファイバとを溶融、延伸してなることを特徴とする光ファイバカプラ。   An optical fiber coupler comprising: one or more multimode optical fibers according to any one of claims 1 to 4; and a single mode optical fiber for signal light transmission, which is melted and stretched. 波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源とを有する光ファイバモジュールであって、前記希土類添加光ファイバと前記励起光源とを結ぶ経路の一部又は全部に請求項１〜４のいずれかに記載の多モード光ファイバを用いていることを特徴とする光ファイバモジュール。 A rare earth doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light of the wavelength lambda 1, a fiber optic module having a wavelength lambda 2 of pump light source that pumps the rare earth-doped optical fiber, the rare-earth-doped An optical fiber module using the multimode optical fiber according to any one of claims 1 to 4 for a part or all of a path connecting an optical fiber and the excitation light source. 前記希土類添加光ファイバは、コア部とその周囲に設けられコア部よりも低屈折率の第１クラッド部と、該第１クラッド部の周囲に設けられ第１クラッド部よりも低屈折率の第２クラッド部を有してなることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバモジュール。   The rare earth-doped optical fiber includes a core portion, a first cladding portion provided around the core portion and having a lower refractive index than the core portion, and a first cladding portion provided around the first cladding portion and having a lower refractive index than the first cladding portion. The optical fiber module according to claim 7, comprising two clad portions. 波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源とを有する光ファイバ増幅器であって、前記希土類添加光ファイバと前記励起光源とを結ぶ経路の一部又は全部に請求項１〜４のいずれかに記載の多モード光ファイバを用いていることを特徴とする光ファイバ増幅器。 A rare earth doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light of the wavelength lambda 1, an optical fiber amplifier having a wavelength lambda 2 of pump light source that pumps the rare earth-doped optical fiber, the rare-earth-doped An optical fiber amplifier using the multimode optical fiber according to any one of claims 1 to 4 for a part or all of a path connecting an optical fiber and the pumping light source. 波長λ１の信号光を増幅する媒体としての希土類元素を添加した希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを励起する波長λ２の励起光源とを有する光ファイバレーザであって、前記希土類添加光ファイバと前記励起光源とを結ぶ経路の一部又は全部に請求項１〜４のいずれかに記載の多モード光ファイバを用いていることを特徴とする光ファイバレーザ。 A rare earth doped optical fiber doped with a rare earth element as a medium for amplifying signal light of the wavelength lambda 1, an optical fiber laser having a wavelength lambda 2 of pump light source that pumps the rare earth-doped optical fiber, the rare-earth-doped An optical fiber laser using the multimode optical fiber according to any one of claims 1 to 4 for a part or all of a path connecting an optical fiber and the pumping light source. 波長λ１の信号光を増幅することが可能な波長λ２の光を発する、ピグテールファイバを有するレーザモジュールであって、請求項１〜４のいずれかに記載の多モード光ファイバを該ピグテールファイバとして使用していることを特徴とするレーザモジュール。 Emitting wavelength lambda 2 of light capable of amplifying signal light of the wavelength lambda 1, a laser module having a pigtail fiber, the pigtail fiber to multimode optical fiber according to claim 1 A laser module characterized by being used as
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