JP2007034221A - Optical fiber device, manufacturing method thereof, and mode-synchronous optical fiber laser device - Google Patents

Optical fiber device, manufacturing method thereof, and mode-synchronous optical fiber laser device Download PDF

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寛 矢口
Yun Set Sze
ジ イヨン セット
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber device capable of reducing return light, a manufacturing method of the optical fiber device, and a mode-synchronous optical fiber laser device. <P>SOLUTION: The optical fiber device 16 of the mode-synchronous optical fiber laser device 1 includes an optical fiber 161, a reflection protective film 16B arranged on an end face of this optical fiber 161, a layer 16C containing carbon nano-tubes, and an SiO<SB>2</SB>film 16D as a protective film. The end face of the optical fiber 161 is an inclined plane against the optical axis of the optical fiber, and the layer 16C containing the carbon nano-tubes is arranged almost parallel to the inclined plane. An angle of inclination of the inclined plane is 6°or more. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバ装置、光ファイバ装置の製造方法、及びモード同期光ファイバレーザ装置に関する。   The present invention relates to an optical fiber device, a method for manufacturing the optical fiber device, and a mode-locked optical fiber laser device.

近年、光通信分野において、光増幅器等の様々な光学機器からのノイズ、すなわち増幅自然放出光(ASE)を減らし、SN比を向上させる試みがなされている。例えば、可飽和吸収体であるカーボンナノチューブ(CNT)を使用して、ノイズの透過を防止し、SN比を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
具体的には、特許文献1には、光ファイバの端面およびフェルールの端面に、カーボンナノチューブを含有する層(CNT層)を形成し、さらに、カーボンナノチューブを含有する層上に紫外線硬化樹脂を塗布する構成が開示されている。
In recent years, in the field of optical communication, attempts have been made to reduce noise from various optical devices such as optical amplifiers, that is, amplified spontaneous emission (ASE), and improve the SN ratio. For example, a method has been proposed in which carbon nanotubes (CNT), which are saturable absorbers, are used to prevent noise transmission and improve the SN ratio (see, for example, Patent Document 1).
Specifically, in Patent Document 1, a carbon nanotube-containing layer (CNT layer) is formed on the end face of the optical fiber and the end face of the ferrule, and an ultraviolet curable resin is applied on the layer containing the carbon nanotube. The structure to perform is disclosed.

特開2004−280028号公報(第7頁、図5)JP 2004-280028 A (Page 7, FIG. 5)

しかしながら、上記特許文献1の技術は以下の点で改善の余地を有している。
光ファイバからの光は、光ファイバの端面とカーボンナノチューブを含有する層(CNT層)との界面で反射されるとともに、CNT層の外表面(光ファイバの端面と反対側の表面)で反射される。
光ファイバの端面とCNT層との界面、およびCNT層の外表面は垂直面となっているので、光ファイバの端面とCNT層との界面での反射光、CNT層の外表面での反射光が、光ファイバのコア内部に戻ってしまい、戻り光が発生する。
これに加え、光ファイバの端面上にCNT層が設けられた構成となっているため、光ファイバの端面とCNT層との界面からの戻り光と、CNT層の外表面からの戻り光とが光ファイバ内部で干渉してしまうおそれもある。
そのため、特許文献1に開示されたような構成をモード同期光ファイバレーザ装置に適用した場合には、戻り光の影響により、光ファイバレーザ装置のモード同期がくずれてしまう可能性がある。
However, the technique of Patent Document 1 has room for improvement in the following points.
The light from the optical fiber is reflected at the interface between the end face of the optical fiber and the carbon nanotube-containing layer (CNT layer) and at the outer surface of the CNT layer (the surface opposite to the end face of the optical fiber). The
Since the interface between the end face of the optical fiber and the CNT layer and the outer surface of the CNT layer are vertical surfaces, the reflected light at the interface between the end face of the optical fiber and the CNT layer, the reflected light at the outer surface of the CNT layer However, it returns to the inside of the core of the optical fiber, and return light is generated.
In addition, since the CNT layer is provided on the end face of the optical fiber, the return light from the interface between the end face of the optical fiber and the CNT layer and the return light from the outer surface of the CNT layer are generated. There is also a risk of interference inside the optical fiber.
Therefore, when the configuration disclosed in Patent Document 1 is applied to a mode-locked optical fiber laser device, there is a possibility that mode-locking of the optical fiber laser device is broken due to the influence of return light.

本発明の目的は、戻り光を低減させることができる光ファイバ装置、光ファイバ装置の製造方法、及びモード同期光ファイバレーザ装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical fiber device, a method of manufacturing an optical fiber device, and a mode-locked optical fiber laser device that can reduce return light.

本発明の光ファイバ装置は、光ファイバと、この光ファイバの端面上に設けられたカーボンナノチューブを含有する層とを備え、前記光ファイバの端面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜した傾斜面であり、前記カーボンナノチューブを含有する層は、前記傾斜面と略平行に設けられていることを特徴とする。   An optical fiber device of the present invention includes an optical fiber and a layer containing carbon nanotubes provided on the end face of the optical fiber, and the end face of the optical fiber is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber. The layer containing an inclined surface and containing the carbon nanotubes is provided substantially parallel to the inclined surface.

ここで、光ファイバの端面上に、カーボンナノチューブを含有する層が直接設けられていてもよく、他の層や、膜を介して、光ファイバの端面上にカーボンナノチューブを含有する層が間接的に設けられていてもよい。
また、光ファイバの種類は特に限られず、例えば、光増幅媒体として希土類が添加された希土類添加光ファイバ等であってもよい。
光ファイバの端面が傾斜面となっているので、この光ファイバの端面で反射した反射光は、光ファイバの光軸に対し、斜めに進む。そのため、反射光は光ファイバのコアの外部に抜けることとなる。これにより、戻り光の発生を防止できる。
また、カーボンナノチューブを含有する層は傾斜面である光ファイバの端面と略平行であるため、カーボンナノチューブを含有する層の表面も傾斜面となる。従って、カーボンナノチューブを含有する層の表面で反射した反射光も、光ファイバのコアの外部に抜けることとなり、これにより、戻り光の発生を防止できる。
さらに、本発明では、光ファイバの端面での反射光、カーボンナノチューブを含有する層の表面での反射光は、光ファイバのコアの外部に抜けることとなるので、光ファイバ内部で反射光同士が干渉しあうこともない。
ここで、カーボンナノチューブを含有する層が光ファイバの傾斜面と略平行であるとは、本発明の効果を奏する範囲程度の誤差を許容することを意味する。
Here, a layer containing carbon nanotubes may be provided directly on the end face of the optical fiber, and the layer containing carbon nanotubes is indirectly provided on the end face of the optical fiber via another layer or film. May be provided.
Also, the type of optical fiber is not particularly limited, and may be, for example, a rare earth-doped optical fiber to which rare earth is added as an optical amplification medium.
Since the end surface of the optical fiber is an inclined surface, the reflected light reflected by the end surface of the optical fiber travels obliquely with respect to the optical axis of the optical fiber. For this reason, the reflected light passes out of the core of the optical fiber. Thereby, generation | occurrence | production of return light can be prevented.
In addition, since the layer containing the carbon nanotubes is substantially parallel to the end face of the optical fiber, which is an inclined surface, the surface of the layer containing the carbon nanotubes also becomes an inclined surface. Accordingly, the reflected light reflected from the surface of the layer containing the carbon nanotubes also escapes outside the core of the optical fiber, thereby preventing the generation of return light.
Furthermore, in the present invention, the reflected light at the end face of the optical fiber and the reflected light at the surface of the layer containing the carbon nanotubes escape to the outside of the core of the optical fiber. There is no interference.
Here, that the layer containing the carbon nanotubes is substantially parallel to the inclined surface of the optical fiber means that an error in the range where the effects of the present invention are exerted is allowed.

さらに、本発明では、傾斜面と、前記光ファイバの光軸と直交する面とがなす角度が6°以上であることが好ましい。なかでも、前記角度は8°以上であることが好ましい。また、前記角度は、20°以下であることが好ましく、さらには、前記角度は12°以下であることがより好ましい。
このように、傾斜面と、光ファイバの光軸と直交する面とがなす角度を6°以上とすることで、確実に、戻り光の発生を防止することができる。
Furthermore, in the present invention, it is preferable that an angle formed between the inclined surface and a surface orthogonal to the optical axis of the optical fiber is 6 ° or more. Especially, it is preferable that the said angle is 8 degrees or more. The angle is preferably 20 ° or less, and more preferably the angle is 12 ° or less.
Thus, by making the angle formed by the inclined surface and the surface perpendicular to the optical axis of the optical fiber 6 ° or more, the generation of return light can be reliably prevented.

また、本発明では、光ファイバの端面上には、反射防止膜が設けられていることが好ましい。
反射防止膜を形成することで、反射光の発生を低減させることができる。
In the present invention, an antireflection film is preferably provided on the end face of the optical fiber.
By forming the antireflection film, generation of reflected light can be reduced.

さらに、本発明では、前記カーボンナノチューブを含有する層上には、このカーボンナノチューブを含有する層を覆う保護膜が設けられていることが好ましい。
カーボンナノチューブを含有する層上に保護膜を形成することで、カーボンナノチューブを含有する層を保護し、カーボンナノチューブの脱落を防止することができる。
ここで、保護膜としては、SiO膜、Si膜、TaO膜、MgO膜、MgF膜等が例示できる。保護膜は、光の透過により劣化しにくく、耐熱性、耐久性の高いものであることが好ましい。さらには、保護膜としては、カーボンナノチューブを含有する層との密着性に優れているものが好ましい。
Furthermore, in this invention, it is preferable that the protective film which covers the layer containing this carbon nanotube is provided on the layer containing the said carbon nanotube.
By forming a protective film on the layer containing carbon nanotubes, the layer containing carbon nanotubes can be protected and the carbon nanotubes can be prevented from falling off.
Here, examples of the protective film include a SiO 2 film, a Si film, a TaO 5 film, a MgO film, and a MgF 2 film. It is preferable that the protective film is hardly deteriorated by light transmission and has high heat resistance and durability. Furthermore, as the protective film, those having excellent adhesion to the layer containing carbon nanotubes are preferable.

さらに、本発明では、前記光ファイバの端部が挿通されたフェルールを有し、前記フェルールの端面および前記光ファイバの端面は略同一平面上にあり、前記フェルールの端面および前記光ファイバの端面上には無機物質を含有する反射防止膜が設けられ、この反射防止膜上に前記カーボンナノチューブを含有する層が設けられるとともに、前記カーボンナノチューブを含有する層上には、無機物質を含有する前記保護膜が設けられ、前記反射防止膜の外周部は、前記カーボンナノチューブを含有する層により被覆されておらず、前記保護膜は、前記反射防止膜の外周部に接触していることが好ましい。
反射防止膜の外周部は、カーボンナノチューブを含有する層により被覆されておらず、保護膜は、反射防止膜の外周部に接触している。反射防止膜は、無機物質を含有する層であるため、無機物質を含有する保護膜との密着性がよい。そのため、保護膜のはがれを防止することができ、確実にカーボンナノチューブを含有する層を保護することができる。
ここで、フェルールの端面および光ファイバの端面上に、反射防止膜、カーボンナノチューブを含有する層、保護膜を形成する場合において、前記反射防止膜を、光ファイバのコアの屈折率およびカーボンナノチューブを含有する層の屈折率を考慮した反射防止膜とし、前記保護膜を空気の屈折率およびカーボンナノチューブを含有する層の屈折率を考慮した反射防止膜としてもよい。
このような構成とすることで、反射光の発生を確実に抑制することができる。
Furthermore, in the present invention, there is a ferrule through which an end of the optical fiber is inserted, the end surface of the ferrule and the end surface of the optical fiber are substantially on the same plane, and the end surface of the ferrule and the end surface of the optical fiber Is provided with an antireflection film containing an inorganic substance, and a layer containing the carbon nanotube is provided on the antireflection film, and the protection containing an inorganic substance is provided on the layer containing the carbon nanotube. It is preferable that a film is provided, the outer periphery of the antireflection film is not covered with the layer containing the carbon nanotubes, and the protective film is in contact with the outer periphery of the antireflection film.
The outer peripheral portion of the antireflection film is not covered with a layer containing carbon nanotubes, and the protective film is in contact with the outer peripheral portion of the antireflection film. Since the antireflection film is a layer containing an inorganic substance, it has good adhesion to a protective film containing an inorganic substance. Therefore, peeling of the protective film can be prevented, and the layer containing carbon nanotubes can be reliably protected.
Here, in the case of forming an antireflection film, a layer containing carbon nanotubes, and a protective film on the end face of the ferrule and the end face of the optical fiber, the antireflective film is made of the refractive index of the core of the optical fiber and the carbon nanotube. The antireflection film may be an antireflection film in consideration of the refractive index of the containing layer, and the protective film may be an antireflection film in consideration of the refractive index of air and the refractive index of the layer containing carbon nanotubes.
By setting it as such a structure, generation | occurrence | production of reflected light can be suppressed reliably.

さらに、本発明では、前記カーボンナノチューブを含有する層は、前記カーボンナノチューブと、バインダ材とを含有することが好ましい。
カーボンナノチューブを含有する層がバインダ材を含有することにより、カーボンナノチューブの脱落を防止することができる。
ここで、バインダ材としては、カーボンナノチューブ同士を結着させるようなものであればよく、さらには、光ファイバ内を伝播する光を透過するようなものであればよい。
例えば、バインダ材としては紫外線硬化型の樹脂や、ポリイミド樹脂、PVA等の樹脂で構成されるものがあげられる。
Furthermore, in the present invention, the layer containing carbon nanotubes preferably contains the carbon nanotubes and a binder material.
When the layer containing carbon nanotubes contains the binder material, it is possible to prevent the carbon nanotubes from falling off.
Here, the binder material may be any material that binds the carbon nanotubes, and may be any material that transmits light propagating through the optical fiber.
For example, examples of the binder material include those made of ultraviolet curable resin, polyimide resin, PVA, and the like.

また、前記カーボンナノチューブは、端部がカルボキシル基、水酸基のうちの少なくとも何れか一つにより装飾されたオープンエンドのカーボンナノチューブであることが好ましい。
このように、端部がカルボキシル基、水酸基により装飾されたオープンエンドのカーボンナノチューブを使用することで、カーボンナノチューブを溶媒に分散させやすくなる。そのため、カーボンナノチューブが均一に分散したカーボンナノチューブを含有する層を形成することが可能となる。
The carbon nanotube is preferably an open-ended carbon nanotube whose end is decorated with at least one of a carboxyl group and a hydroxyl group.
Thus, the use of open-end carbon nanotubes whose ends are decorated with carboxyl groups and hydroxyl groups makes it easier to disperse the carbon nanotubes in the solvent. Therefore, a layer containing carbon nanotubes in which carbon nanotubes are uniformly dispersed can be formed.

さらに、前記光ファイバは、偏波保持光ファイバにより構成されていることが好ましい。
本発明によれば、前記光ファイバを偏波保持光ファイバにより構成することで、光ファイバにより伝播される光の偏光状態を確実に保持することができる。
Furthermore, the optical fiber is preferably composed of a polarization maintaining optical fiber.
According to the present invention, by configuring the optical fiber with a polarization maintaining optical fiber, it is possible to reliably maintain the polarization state of the light propagated through the optical fiber.

また、本発明では、前記光ファイバの前記端面上には、レーザ光源からの光により励起される光増幅媒体によって増幅された光が入射するフィルタが設けられ、前記フィルタは、前記レーザ光源から出射される光を反射するとともに、増幅された前記光を透過させるものであり、前記フィルタの光出射側に前記カーボンナノチューブを含有する層が設けられていることが好ましい。
レーザ光源からの光のほとんどは、光増幅媒体で吸収されるが、レーザ光源からの一部の光が光増幅媒体で吸収されないことがある。レーザ光源からの光は一般に強度が強いため、このような光がカーボンナノチューブを含有する層に入射すると、カーボンナノチューブを含有する層が劣化するおそれがある。
また、レーザ光源からの強い光がカーボンナノチューブを含有する層に入射すると、カーボンナノチューブを含有する層の可飽和特性が飽和するおそれがある。そのため、カーボンナノチューブを含有する層をノイズが透過してしまう可能性がある。
本発明では、光ファイバ装置の光ファイバの端面上に、レーザ光源から出射される光を反射するとともに、光増幅媒体で増幅された光を透過させるフィルタを設けているので、カーボンナノチューブを含有する層にレーザ光源からの光が入射されるのを防ぐことができる。これにより、カーボンナノチューブを含有する層の劣化を防止することができる。さらには、カーボンナノチューブを含有する層の可飽和特性の飽和を防止することができる。
なお、前記フィルタは、光ファイバの端面上に直接形成されていてもよく、光ファイバの端面上に形成された他の膜、層を介して間接的に形成されていてもよい。
さらに、カーボンナノチューブを含有する層は、前記フィルタ上に直接形成されていてもよく、他の層や、膜を介して間接的に形成されていてもよい。
In the present invention, a filter on which light amplified by an optical amplifying medium excited by light from a laser light source is incident is provided on the end face of the optical fiber, and the filter emits from the laser light source. It is preferable that the light that is reflected is transmitted and the amplified light is transmitted, and a layer containing the carbon nanotube is provided on the light emission side of the filter.
Most of the light from the laser light source is absorbed by the optical amplification medium, but some light from the laser light source may not be absorbed by the optical amplification medium. Since light from a laser light source is generally strong, if such light is incident on a layer containing carbon nanotubes, the layer containing carbon nanotubes may be deteriorated.
Further, when strong light from a laser light source is incident on a layer containing carbon nanotubes, the saturable characteristic of the layer containing carbon nanotubes may be saturated. For this reason, noise may pass through the layer containing the carbon nanotubes.
In the present invention, a filter that reflects the light emitted from the laser light source and transmits the light amplified by the optical amplifying medium is provided on the end face of the optical fiber of the optical fiber device. It is possible to prevent light from a laser light source from entering the layer. Thereby, deterioration of the layer containing a carbon nanotube can be prevented. Furthermore, saturation of the saturable property of the layer containing carbon nanotubes can be prevented.
The filter may be directly formed on the end face of the optical fiber, or may be indirectly formed through another film or layer formed on the end face of the optical fiber.
Furthermore, the layer containing carbon nanotubes may be directly formed on the filter, or may be indirectly formed through another layer or a film.

本発明のモード同期光ファイバレーザ装置は、レーザ光源を有するとともに前記レーザ光源からの光が供給される光増幅領域が形成され、前記光増幅領域から出射された光の一部を再度、前記光増幅領域に導入するとともに、前記光増幅領域から出射された光の他の一部を出力するモード同期光ファイバレーザ装置であって、上述した何れかの光ファイバ装置を備えることを特徴とする。
このような本発明によれば、上述した何れかの光ファイバ装置を備えているので、戻り光を低減させることができ、光ファイバレーザ装置のモード同期がくずれてしまうことを確実に防止することができる。
なお、光ファイバ装置の光ファイバを、希土類が添加された希土類添加光ファイバとした場合には、光増幅領域は、光ファイバ装置の光ファイバに形成されていることとなる。
ここで、光ファイバ装置の光ファイバの一方の端面にのみカーボンナノチューブを含有する層が設けられている場合には、カーボンナノチューブを含有する層が設けられた端面が、光ファイバの他方の端面よりも、モード同期光ファイバレーザ装置の光出力方向先端側、或いは光伝播方向先端側になるように、光ファイバ装置を配置することが好ましい。
The mode-locked optical fiber laser device according to the present invention includes a laser light source and an optical amplification region to which light from the laser light source is supplied, and a part of the light emitted from the optical amplification region is again transmitted to the light A mode-locked optical fiber laser device that is introduced into the amplification region and outputs another part of the light emitted from the optical amplification region, comprising any of the optical fiber devices described above.
According to the present invention, since any one of the optical fiber devices described above is provided, the return light can be reduced, and the mode synchronization of the optical fiber laser device can be reliably prevented from being lost. Can do.
When the optical fiber of the optical fiber device is a rare earth-doped optical fiber to which rare earth is added, the optical amplification region is formed in the optical fiber of the optical fiber device.
Here, when the layer containing the carbon nanotube is provided only on one end face of the optical fiber of the optical fiber device, the end face provided with the layer containing the carbon nanotube is more than the other end face of the optical fiber. However, it is preferable to arrange the optical fiber device so as to be at the front end side in the light output direction of the mode-locked optical fiber laser device or the front end side in the light propagation direction.

本発明の光ファイバ装置の製造方法は、光ファイバを備える光ファイバ装置の製造方法であって、前記光ファイバの端面を前記光ファイバの光軸に対して傾斜した傾斜面とする工程と、前記光ファイバの端面に、カーボンナノチューブを含有する層を設ける工程とを備え、カーボンナノチューブを含有する層を設ける前記工程は、カーボンナノチューブを溶媒に分散させ、遠心分離した後、上澄みを抽出し、前記光ファイバの端面上に塗布する工程を含むことを特徴とする。   The method of manufacturing an optical fiber device according to the present invention is a method of manufacturing an optical fiber device including an optical fiber, wherein the end surface of the optical fiber is an inclined surface inclined with respect to the optical axis of the optical fiber; Providing a layer containing carbon nanotubes on the end face of the optical fiber, and the step of providing a layer containing carbon nanotubes is obtained by dispersing the carbon nanotubes in a solvent, centrifuging, and then extracting the supernatant, It includes a step of coating on the end face of the optical fiber.

ここで、本発明では、カーボンナノチューブを含有する層を設ける工程において、カーボンナノチューブを分散させた溶媒を遠心分離した後、上澄みを抽出し、この上澄みを再度遠心分離して、さらに上澄みを抽出するという作業を複数回繰り返した後、上澄みを光ファイバの端面に塗布することが好ましい。
このような本発明によれば、カーボンナノチューブを分散させた溶媒を遠心分離した後、上澄みを抽出し、この上澄みを少なくとも光ファイバの端面に塗布しているので、可飽和吸収特性に優れたカーボンナノチューブを含有する層を形成することができる。
Here, in the present invention, in the step of providing the layer containing carbon nanotubes, the solvent in which the carbon nanotubes are dispersed is centrifuged, and then the supernatant is extracted, and this supernatant is centrifuged again to further extract the supernatant. It is preferable to apply the supernatant to the end face of the optical fiber after repeating the above operation a plurality of times.
According to the present invention, after centrifuging the solvent in which the carbon nanotubes are dispersed, the supernatant is extracted, and this supernatant is applied to at least the end face of the optical fiber. A layer containing nanotubes can be formed.

本発明によれば、戻り光を低減させることができる光ファイバ装置、光ファイバ装置の製造方法、及びモード同期光ファイバレーザ装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical fiber apparatus which can reduce return light, the manufacturing method of an optical fiber apparatus, and a mode synchronous optical fiber laser apparatus are provided.

(第一実施形態)
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
本実施形態は、光ファイバの端面が、光ファイバの光軸に対して傾斜した傾斜面であり、光ファイバの端面上には、傾斜面と略平行なカーボンナノチューブを含有する層が設けられている光ファイバ装置に関するものである。
図1には、このような光ファイバ装置を有するモード同期光ファイバレーザ装置1が示されている。
具体的には、モード同期光ファイバレーザ装置1は、励起用レーザ光源11と、WDM(optical wavelength division multiplexed )モジュール12と、励起用レーザ光源11からの励起光が供給される光増幅器13と、ハーフミラーモジュール14と、これらを接続する複数の光ファイバ装置15と、光ファイバ装置16とを備える。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
In this embodiment, the end surface of the optical fiber is an inclined surface inclined with respect to the optical axis of the optical fiber, and a layer containing carbon nanotubes substantially parallel to the inclined surface is provided on the end surface of the optical fiber. The present invention relates to an optical fiber device.
FIG. 1 shows a mode-locked optical fiber laser device 1 having such an optical fiber device.
Specifically, the mode-locked optical fiber laser device 1 includes a pumping laser light source 11, a WDM (optical wavelength division multiplexed) module 12, an optical amplifier 13 to which pumping light from the pumping laser light source 11 is supplied, The half mirror module 14, a plurality of optical fiber devices 15 connecting them, and an optical fiber device 16 are provided.

WDMモジュール12、光増幅器13、ハーフミラーモジュール14は、光ファイバ装置15,16によりリング状に接続されている。
WDMモジュール12は、光を一方向に流すためのアイソレータ121と、このアイソレータ121よりも、光の伝播方向先端側に配置されたWDMフィルタ122とを備える。アイソレータ121およびWDMフィルタ122は、筐体123内に配置されている。
WDMフィルタ122は、980nm波長付近の光を反射し、1550nm波長付近の光を透過するものである。すなわち、励起用レーザ光源11からの光を反射するとともに、ハーフミラーモジュール14から、光ファイバ装置16を介して導入された光を透過するものである。
WDMフィルタ122には、反射防止膜(図示略)が成膜されている。
The WDM module 12, the optical amplifier 13, and the half mirror module 14 are connected in a ring shape by optical fiber devices 15 and 16.
The WDM module 12 includes an isolator 121 that allows light to flow in one direction, and a WDM filter 122 that is disposed closer to the front side in the light propagation direction than the isolator 121. The isolator 121 and the WDM filter 122 are disposed in the housing 123.
The WDM filter 122 reflects light near the 980 nm wavelength and transmits light near the 1550 nm wavelength. That is, the light from the excitation laser light source 11 is reflected and the light introduced from the half mirror module 14 through the optical fiber device 16 is transmitted.
An antireflection film (not shown) is formed on the WDM filter 122.

励起用レーザ光源11は、WDMモジュール12のWDMフィルタ122に向かってレーザ光を照射するように配置されている。この励起用レーザ光源11は、レーザダイオードであり、本実施形態では、波長975nmのレーザ光を出力パワー60mWで出力している。   The excitation laser light source 11 is arranged so as to irradiate laser light toward the WDM filter 122 of the WDM module 12. The excitation laser light source 11 is a laser diode, and in the present embodiment, laser light having a wavelength of 975 nm is output at an output power of 60 mW.

励起用レーザ光源11と、WDMモジュール12との間には、光ファイバ装置15が配置されており、励起用レーザ光源11からの光を、WDMモジュール12へと導いている。
この光ファイバ装置15は、光ファイバ152と、この光ファイバ152の一端に取り付けられたフェルール151と、コリメータレンズLとを備える。
コリメータレンズLは、光ファイバ152からの光を平行光にかえるものであり、非球面レンズである。このコリメータレンズLと、フェルール151とは、筐体153に収容されており、相対位置が固定されている。
光ファイバ152は、シングルモードの偏波保持光ファイバである。
フェルール151は、光ファイバ152の一方の端部が挿入されるものである。このフェルール151は、本体部151Aと、この本体部151Aの先端に挿入されるとともに本体部151Aから突出した突出部151Bとを備える。本体部151Aは、金属製、例えば、SUS製である。この本体部151Aは、大径部151A1と、この大径部151A1に一体成形され、大径部151A1よりも径の小さい小径部151A2とを有する。
突出部151Bは、本体部151Aの大径部151A1に挿入されており、大径部151A1よりも径が小さくなっている。この突出部151Bは、セラミック製である。
この突出部151Bの一方の端面(大径部151A1と反対側に位置する端面)と、フェルール151に挿入された光ファイバ152の端面とは同一平面上にあり、光ファイバ152の光軸に対して傾斜した傾斜面となっている。
また、光ファイバ152の端面及び、フェルール151の突出部151Bの一方の端面上には、反射防止膜(図示略)が成膜されている。
An optical fiber device 15 is disposed between the excitation laser light source 11 and the WDM module 12, and guides light from the excitation laser light source 11 to the WDM module 12.
The optical fiber device 15 includes an optical fiber 152, a ferrule 151 attached to one end of the optical fiber 152, and a collimator lens L.
The collimator lens L changes the light from the optical fiber 152 into parallel light, and is an aspheric lens. The collimator lens L and the ferrule 151 are accommodated in the housing 153, and the relative positions are fixed.
The optical fiber 152 is a single mode polarization maintaining optical fiber.
The ferrule 151 is one into which one end of the optical fiber 152 is inserted. The ferrule 151 includes a main body portion 151A and a protruding portion 151B that is inserted into the tip of the main body portion 151A and protrudes from the main body portion 151A. The main body 151A is made of metal, for example, SUS. The main body portion 151A includes a large-diameter portion 151A1 and a small-diameter portion 151A2 that is integrally formed with the large-diameter portion 151A1 and has a smaller diameter than the large-diameter portion 151A1.
The protruding portion 151B is inserted into the large diameter portion 151A1 of the main body portion 151A and has a smaller diameter than the large diameter portion 151A1. This protrusion 151B is made of ceramic.
One end face of the projecting portion 151B (the end face located on the side opposite to the large diameter portion 151A1) and the end face of the optical fiber 152 inserted into the ferrule 151 are on the same plane, and are relative to the optical axis of the optical fiber 152. The slope is inclined.
Further, an antireflection film (not shown) is formed on the end face of the optical fiber 152 and one end face of the protruding portion 151 </ b> B of the ferrule 151.

WDMモジュール12の光伝播方向先端側にも、光ファイバ装置15が接続されている。
この光ファイバ装置15は、励起用レーザ光源11と、WDMモジュール12との間に配置された光ファイバ装置15と同様の構成の光ファイバ装置であり、光ファイバ152と、この光ファイバ152の一端に取り付けられたフェルール151と、コリメータレンズLと、筐体153とを備える。
この光ファイバ装置15の光ファイバ152の他端は、光増幅器13に接続されている。
An optical fiber device 15 is also connected to the front end side of the WDM module 12 in the light propagation direction.
The optical fiber device 15 is an optical fiber device having the same configuration as the optical fiber device 15 disposed between the excitation laser light source 11 and the WDM module 12, and includes an optical fiber 152 and one end of the optical fiber 152. And a collimator lens L, and a housing 153.
The other end of the optical fiber 152 of the optical fiber device 15 is connected to the optical amplifier 13.

光増幅器13は、WDMモジュール12、励起用レーザ光源11よりも光の伝播方向先端側に配置されている。
光増幅器13は、希土類添加光ファイバを有する。この希土類添加光ファイバは、シングルモードの光ファイバのコア部分にイッテルビウム(Yb)や、エルビウム(Er)等の希土類(光増幅媒体)が添加された光ファイバである。前記光増幅媒体は、励起用レーザ光源11からの光により励起され、光を増幅する。
本実施形態では、例えば、波長1550nm付近で大きな利得を有するエルビウム(Er)添加光ファイバを使用する。
この希土類添加光ファイバが光増幅領域となる。
The optical amplifier 13 is arranged on the front side in the light propagation direction with respect to the WDM module 12 and the excitation laser light source 11.
The optical amplifier 13 has a rare earth doped optical fiber. This rare earth-doped optical fiber is an optical fiber in which a rare-earth (light amplification medium) such as ytterbium (Yb) or erbium (Er) is added to the core portion of a single mode optical fiber. The optical amplification medium is excited by light from the excitation laser light source 11 and amplifies the light.
In this embodiment, for example, an erbium (Er) -doped optical fiber having a large gain in the vicinity of a wavelength of 1550 nm is used.
This rare earth-doped optical fiber becomes an optical amplification region.

さらに、光増幅器13の光伝播方向先端側には、光ファイバ装置15が配置されている。そして、光増幅器13は光ファイバ装置15を介してハーフミラーモジュール(分岐手段)14に接続されている。   Further, an optical fiber device 15 is disposed on the front side of the optical amplifier 13 in the light propagation direction. The optical amplifier 13 is connected to a half mirror module (branching means) 14 through an optical fiber device 15.

このハーフミラーモジュール14は、アイソレータ141と、このアイソレータ141よりも光伝播方向先端側に配置されたハーフミラー142とを備える。これらのアイソレータ141およびハーフミラー142は筐体143内に配置されている。
ハーフミラー142は、アイソレータ141から送出される光の一部を反射するとともに、アイソレータ141から送出される光の他の一部を透過する。ここで、本実施形態では、ハーフミラー142により反射される反射光と、ハーフミラー142を透過する透過光との割合は、1:1である。反射された光は、筐体143外部に取り出され、光ファイバ装置15のコリメータレンズL、フェルール151を介して、光ファイバ152からレーザ光として出力される。
一方、ハーフミラー142を透過した光は、ハーフミラーモジュール14に接続された光ファイバ装置16に入射し、光ファイバ装置16によりWDMモジュール12まで導かれる。
なお、ハーフミラー142には反射防止膜(図示略)が形成されている。
The half mirror module 14 includes an isolator 141 and a half mirror 142 disposed on the front side in the light propagation direction from the isolator 141. The isolator 141 and the half mirror 142 are arranged in the housing 143.
The half mirror 142 reflects a part of the light transmitted from the isolator 141 and transmits the other part of the light transmitted from the isolator 141. Here, in this embodiment, the ratio of the reflected light reflected by the half mirror 142 and the transmitted light transmitted through the half mirror 142 is 1: 1. The reflected light is taken out of the housing 143 and output as laser light from the optical fiber 152 via the collimator lens L and the ferrule 151 of the optical fiber device 15.
On the other hand, the light transmitted through the half mirror 142 enters the optical fiber device 16 connected to the half mirror module 14 and is guided to the WDM module 12 by the optical fiber device 16.
Note that an antireflection film (not shown) is formed on the half mirror 142.

ハーフミラーモジュール14とWDMモジュール12とは、光ファイバ装置16を介して接続されている。
光ファイバ装置16は、光を伝播する光ファイバ161と、光ファイバ161の一対の端部にそれぞれ接続された一対のフェルール151,163と、一対のコリメータレンズLとを備える。
一対のコリメータレンズLのうち、ハーフミラーモジュール14側のコリメータレンズLは、ハーフミラー142を透過した光を、光ファイバ161に集光させるためのものである。ハーフミラーモジュール14側のコリメータレンズLは、フェルール151とともに筐体153内に配置されている。
一対のコリメータレンズLのうちWDMモジュール12側のコリメータレンズLは、光ファイバ161からの光を平行光とし、この平行光をWDMモジュール12に導入するためのものである。WDMモジュール12側のコリメータレンズLは、フェルール163とともに筐体164内に配置されている。
The half mirror module 14 and the WDM module 12 are connected via an optical fiber device 16.
The optical fiber device 16 includes an optical fiber 161 for propagating light, a pair of ferrules 151 and 163 connected to a pair of ends of the optical fiber 161, and a pair of collimator lenses L, respectively.
Of the pair of collimator lenses L, the collimator lens L on the half mirror module 14 side is for condensing the light transmitted through the half mirror 142 onto the optical fiber 161. The collimator lens L on the half mirror module 14 side is disposed in the housing 153 together with the ferrule 151.
Of the pair of collimator lenses L, the collimator lens L on the WDM module 12 side is for making the light from the optical fiber 161 parallel light and introducing the parallel light into the WDM module 12. The collimator lens L on the WDM module 12 side is disposed in the housing 164 together with the ferrule 163.

光ファイバ161は、シングルモードの偏波保持光ファイバである。
この光ファイバ161の一対の端部は、それぞれフェルール151,163に挿入されている。
フェルール163は、フェルール151と同様の構造であり、本体部163Aと、この本体部163Aの先端に挿入されるとともに本体部163Aから突出した突出部163Bとを備える。本体部163Aは、大径部163A1と、この大径部163A1に一体成形され、大径部163A1よりも径の小さい小径部163A2とを有する。
突出部163Bは、図2にも示すように、本体部163Aの大径部163A1に挿入されており、大径部163A1よりも径が小さくなっている。この突出部163Bは、セラミック製である。
図2に示すように、突出部163Bの一方の端面(大径部163A1と反対側に位置する端面)と、フェルール163に挿入された光ファイバ161の端面とは同一平面上にあり、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aは、光ファイバ161の光軸X(光ファイバ161の長手方向)に対して傾斜した傾斜面となっている。
傾斜面の傾斜角度θは、6°以上、12°以下であり、好ましくは、8°以上、12°以下である。ここで傾斜角度θは、光ファイバ161の光軸Xに直交する面と、傾斜面とがなす角度である。
The optical fiber 161 is a single-mode polarization maintaining optical fiber.
The pair of ends of the optical fiber 161 are inserted into ferrules 151 and 163, respectively.
The ferrule 163 has the same structure as the ferrule 151, and includes a main body portion 163A and a protruding portion 163B that is inserted into the distal end of the main body portion 163A and protrudes from the main body portion 163A. The main body portion 163A includes a large-diameter portion 163A1, and a small-diameter portion 163A2 that is integrally formed with the large-diameter portion 163A1 and has a smaller diameter than the large-diameter portion 163A1.
As shown in FIG. 2, the protruding portion 163B is inserted into the large-diameter portion 163A1 of the main body portion 163A and has a smaller diameter than the large-diameter portion 163A1. This protrusion 163B is made of ceramic.
As shown in FIG. 2, one end face of the protrusion 163 </ b> B (the end face located on the side opposite to the large diameter part 163 </ b> A <b> 1) and the end face of the optical fiber 161 inserted into the ferrule 163 are on the same plane. The end surface 163B1 of the protruding portion 163B and the end surface 161A of the optical fiber 161 are inclined surfaces that are inclined with respect to the optical axis X of the optical fiber 161 (the longitudinal direction of the optical fiber 161).
The inclination angle θ of the inclined surface is 6 ° or more and 12 ° or less, and preferably 8 ° or more and 12 ° or less. Here, the inclination angle θ is an angle formed by a plane perpendicular to the optical axis X of the optical fiber 161 and the inclined plane.

さらに、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161A上には、図2に示すように、反射防止膜16Bと、カーボンナノチューブを含有する層16Cと、SiO膜(保護膜)16Dとが積層されている。
反射防止膜16Bは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aに沿って、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aと略平行に形成されている。この反射防止膜16Bは、無機材料で構成されており、例えば、SiO膜と、Ta膜とが積層された構成となっている。反射防止膜16Bは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aの全面を覆うように形成されている。
Further, on the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161, as shown in FIG. 2, an antireflection film 16B, a layer 16C containing carbon nanotubes, and an SiO 2 film (protective film) ) 16D is laminated.
The antireflection film 16B is formed substantially in parallel with the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163B and the end surface 161A of the optical fiber 161 along the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161. . This antireflection film 16B is made of an inorganic material, and has a structure in which, for example, a SiO 2 film and a Ta 2 O 5 film are laminated. The antireflection film 16B is formed so as to cover the entire end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the entire end surface 161A of the optical fiber 161.

さらに、この反射防止膜16B上には、カーボンナノチューブを含有する層16Cが形成されている。
カーボンナノチューブを含有する層16Cは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aの傾斜に沿って形成されており、カーボンナノチューブを含有する層16Cは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aと略平行になっている。
なお、図3に示すように、このカーボンナノチューブを含有する層16Cの平面形状は、反射防止膜16Bの平面形状(すなわち、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aから構成される面の平面形状)よりも小さく、カーボンナノチューブを含有する層16Cは、反射防止膜16Bの外周部上には形成されていない。従って、反射防止膜16Bの外周部が露出した状態となっている。なお、図3においては、後述するSiO膜16Dは図示されていない。
なお、カーボンナノチューブを含有する層16Cは、少なくとも、光ファイバ161の端面161Aのうち、光ファイバ161のコアを覆うように形成されていればよい。
Further, a layer 16C containing carbon nanotubes is formed on the antireflection film 16B.
The carbon nanotube-containing layer 16C is formed along the inclination of the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161, and the layer 16C containing the carbon nanotube is the protrusion 163B of the ferrule 163. The end face 163B1 and the end face 161A of the optical fiber 161 are substantially parallel to each other.
As shown in FIG. 3, the planar shape of the carbon nanotube-containing layer 16C is composed of the planar shape of the antireflection film 16B (that is, the end surface 163B1 of the protruding portion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161). The carbon nanotube-containing layer 16C is not formed on the outer peripheral portion of the antireflection film 16B. Accordingly, the outer peripheral portion of the antireflection film 16B is exposed. In FIG. 3, a SiO 2 film 16D described later is not shown.
The layer 16C containing carbon nanotubes only needs to be formed so as to cover at least the core of the optical fiber 161 in the end surface 161A of the optical fiber 161.

ここで、カーボンナノチューブを含有する層16Cに含有されるカーボンナノチューブは、図4に示すように、1200nm〜2000nmに可飽和吸収特性を有するものである。
なお、カーボンナノチューブを含有する層16Cに含有されるカーボンナノチューブは、モード同期光ファイバレーザ装置1から出射される光の波長を含む波長領域で可飽和吸収特性を示すものであればよく、図4に示すような、広い波長領域で可飽和吸収特性を有するものに限られない。
Here, the carbon nanotubes contained in the layer 16C containing carbon nanotubes have saturable absorption characteristics at 1200 nm to 2000 nm as shown in FIG.
The carbon nanotubes contained in the carbon nanotube-containing layer 16C may be any carbon nanotubes that exhibit saturable absorption characteristics in a wavelength region including the wavelength of light emitted from the mode-locked optical fiber laser device 1. FIG. It is not restricted to what has a saturable absorption characteristic in a wide wavelength range as shown in these.

また、カーボンナノチューブを含有する層16Cに含有されるカーボンナノチューブは、端部がカルボキシル基あるいは水酸基により装飾されたオープンエンドのカーボンナノチューブであることが好ましい。端部がカルボキシル基、或いは水酸基により装飾されたオープンエンドのカーボンナノチューブは、溶媒中に分散させやすいため、カーボンナノチューブが均一に分散したカーボンナノチューブを含有する層16Cを形成することが可能となる。
また、カーボンナノチューブを含有する層16Cに含有されるカーボンナノチューブは、単層のカーボンナノチューブ(SWCNT)であることが好ましい。
さらに、カーボンナノチューブを含有する層16Cの厚みは0.1μm以上、50μm以下であることが好ましい。
The carbon nanotubes contained in the carbon nanotube-containing layer 16C are preferably open-end carbon nanotubes whose ends are decorated with carboxyl groups or hydroxyl groups. Open-end carbon nanotubes whose ends are decorated with carboxyl groups or hydroxyl groups are easy to disperse in a solvent, so that it is possible to form a layer 16C containing carbon nanotubes in which carbon nanotubes are uniformly dispersed.
The carbon nanotubes contained in the layer 16C containing carbon nanotubes are preferably single-walled carbon nanotubes (SWCNT).
Furthermore, the thickness of the layer 16C containing carbon nanotubes is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less.

図2に示すように、SiO膜16Dは、カーボンナノチューブを含有する層16C上に設けられている。
SiO膜16Dは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aを覆う大きさ形状である。すなわち、SiO膜16Dは、カーボンナノチューブを含有する層16Cの平面形状よりも大きく、カーボンナノチューブを含有する層16C全面を覆っている。また、SiO膜16Dの外周部は、反射防止膜16Bの外周部に接触している。
さらに、SiO膜16Dもフェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aの傾斜に沿って形成されており、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aと略平行になっている。
As shown in FIG. 2, the SiO 2 film 16D is provided on the layer 16C containing carbon nanotubes.
The SiO 2 film 16D has a size that covers the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161. That is, the SiO 2 film 16D is larger than the planar shape of the layer 16C containing carbon nanotubes and covers the entire surface of the layer 16C containing carbon nanotubes. Further, the outer peripheral portion of the SiO 2 film 16D is in contact with the outer peripheral portion of the antireflection film 16B.
Further, the SiO 2 film 16D is also formed along the inclination of the end surface 163B1 of the projecting portion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161, and the end surface 163B1 of the projecting portion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161 It is almost parallel.

なお、光伝播方向後端側(ハーフミラーモジュール14側)のフェルール151の突出部151Bの端面および光ファイバ161の端面上には、反射防止膜(図示略)が形成されているものの、カーボンナノチューブを含有する層16C、SiO膜16Dは形成されていない。 Although an antireflection film (not shown) is formed on the end face of the protrusion 151B of the ferrule 151 and the end face of the optical fiber 161 on the rear end side (half mirror module 14 side) in the light propagation direction, the carbon nanotube The layer 16C containing SiO 2 and the SiO 2 film 16D are not formed.

このような光ファイバ装置16は、次のようにして製造される。
まず、光ファイバ161の一対の端部をそれぞれ、フェルール163、151に挿入する。このとき、光ファイバ161およびフェルール163の突出部163Bの端面163B1は光ファイバ161の光軸に対して垂直な垂直面であり、傾斜面となっていない。その後、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および前記光ファイバ161の端面を、光ファイバ161の光軸に対して傾斜した傾斜面とする。具体的には、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および前記光ファイバ161の端面をななめ研磨して、傾斜面を形成する。
同様に、フェルール151の突出部151Bの端面およびフェルール151に挿入された光ファイバ161の端部の端面も斜め研磨して、傾斜面とする。
Such an optical fiber device 16 is manufactured as follows.
First, the pair of ends of the optical fiber 161 are inserted into the ferrules 163 and 151, respectively. At this time, the end face 163B1 of the projection 163B of the optical fiber 161 and the ferrule 163 is a vertical plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 161, and is not an inclined plane. Thereafter, the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface of the optical fiber 161 are inclined surfaces inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 161. Specifically, the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface of the optical fiber 161 are tanned and polished to form an inclined surface.
Similarly, the end surface of the protrusion 151B of the ferrule 151 and the end surface of the end of the optical fiber 161 inserted into the ferrule 151 are also obliquely polished to form inclined surfaces.

次に、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161A上に反射防止膜16Bを形成する。反射防止膜16Bは真空蒸着により形成することができる。
その後、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161A上の反射防止膜16B上にカーボンナノチューブを含有する層16Cを形成する。
まず、カーボンナノチューブを溶媒に分散させ、遠心分離する。ここでは、超音波で、カーボンナノチューブを溶媒に分散させる。
その後、上澄みを抽出する。この上澄みを再度、遠心分離し、再度上澄みを抽出する。遠心分離および上澄みの抽出を複数回繰り返した後、上澄みを、反射防止膜16B上に塗布する。
なお、カーボンナノチューブを分散させる溶媒としては、DMF(ジメチルホルムアミド)、ジクロロエタン、アルコール等があげられるが、なかでも、DMFを使用することが好ましい。
Next, an antireflection film 16B is formed on the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161. The antireflection film 16B can be formed by vacuum deposition.
Thereafter, a carbon nanotube-containing layer 16C is formed on the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the antireflection film 16B on the end surface 161A of the optical fiber 161.
First, carbon nanotubes are dispersed in a solvent and centrifuged. Here, the carbon nanotubes are dispersed in a solvent by ultrasonic waves.
Thereafter, the supernatant is extracted. The supernatant is centrifuged again and the supernatant is extracted again. After the centrifugation and the extraction of the supernatant are repeated a plurality of times, the supernatant is applied onto the antireflection film 16B.
Examples of the solvent in which the carbon nanotubes are dispersed include DMF (dimethylformamide), dichloroethane, alcohol, etc. Among them, it is preferable to use DMF.

反射防止膜16B上に上澄みを塗布する際には、上澄みをスプレーガン(塗布手段)により反射防止膜16B上に散布するが、被塗布面(すなわち、反射防止膜16B表面)に向かって、加熱空気を送りながら上澄みを散布することが好ましい。加熱空気の送気方向は、スプレーガンによる上澄みの散布方向と略一致する方向であることが好ましい。
このように加熱空気を送気しながら、カーボンナノチューブを含有する層16Cを形成することで、溶媒を確実に蒸発させることができる。カーボンナノチューブを含有する層16Cに溶媒が残存する場合には、溶媒にカーボンナノチューブが付着し、カーボンナノチューブを含有する層16Cにおいて、カーボンナノチューブにムラが生じる。
これに対し、本実施形態では、溶媒を確実に蒸発させることができるので、カーボンナノチューブのムラの発生を防止することができる。
When applying the supernatant on the antireflection film 16B, the supernatant is sprayed on the antireflection film 16B by a spray gun (application means), but heated toward the surface to be applied (that is, the surface of the antireflection film 16B). It is preferable to spray the supernatant while sending air. The direction in which the heated air is supplied is preferably a direction that substantially coincides with the direction in which the supernatant is sprayed by the spray gun.
Thus, the solvent can be reliably evaporated by forming the layer 16C containing carbon nanotubes while supplying heated air. When the solvent remains in the layer 16C containing the carbon nanotubes, the carbon nanotubes adhere to the solvent, and the carbon nanotubes are uneven in the layer 16C containing the carbon nanotubes.
On the other hand, in this embodiment, since the solvent can be reliably evaporated, the occurrence of unevenness of the carbon nanotubes can be prevented.

なお、本実施形態では、反射防止膜16Bの外周部上には、カーボンナノチューブを含有する層16Cを形成しない。
本実施形態では、反射防止膜16Bのうち、光ファイバ161の端面161A上部に該当する部分(少なくとも光ファイバ161のコアを覆っている部分)のみに選択的にカーボンナノチューブを含有する層を形成する。
まず、反射防止膜16Bの光ファイバ161の端面161A上部に該当する部分を露出させるとともに、反射防止膜16Bの外周部を覆うマスクを用意する。このマスクは、アルミ板、SUS板等で構成され、中央に孔が空いている。このマスクを反射防止膜16B上に設置すると、マスクの孔から、反射防止膜16Bの中央部分(光ファイバ161の端面161Aの上部に該当する部分)が露出する。
次に、スプレーガンにより、カーボンナノチューブを含有する分散液を散布する。
このように、反射防止膜16B上に、アルミ板、SUS板等のマスクを設置することで、反射防止膜16Bの外周部上にカーボンナノチューブを含有する層16Cが形成されてしまうのを防止できる。
また、スプレーガンにより、反射防止膜16B上全面にカーボンナノチューブを含有する層を形成した後、反射防止膜16Bの外周部が露出するように、カーボンナノチューブを含有する層の外周部を削ってもよい。
以上のようにして、カーボンナノチューブを含有する層16Cを形成した後、カーボンナノチューブを含有する層16C上にSiO膜16Dを形成する。
SiO膜16Dは真空蒸着により形成することができる。
以上のようにして、光ファイバ装置16を得ることができる。
In the present embodiment, the carbon nanotube-containing layer 16C is not formed on the outer periphery of the antireflection film 16B.
In the present embodiment, a layer containing carbon nanotubes is selectively formed only in a portion corresponding to the upper portion of the end surface 161A of the optical fiber 161 (at least a portion covering the core of the optical fiber 161) in the antireflection film 16B. .
First, a mask that exposes a portion corresponding to the upper portion of the end surface 161A of the optical fiber 161 of the antireflection film 16B and covers the outer periphery of the antireflection film 16B is prepared. This mask is made of an aluminum plate, a SUS plate or the like, and has a hole in the center. When this mask is placed on the antireflection film 16B, the central portion of the antireflection film 16B (the portion corresponding to the upper portion of the end surface 161A of the optical fiber 161) is exposed from the hole of the mask.
Next, the dispersion liquid containing carbon nanotubes is sprayed with a spray gun.
Thus, by setting a mask such as an aluminum plate or a SUS plate on the antireflection film 16B, it is possible to prevent the layer 16C containing carbon nanotubes from being formed on the outer periphery of the antireflection film 16B. .
Further, after forming a layer containing carbon nanotubes on the entire surface of the antireflection film 16B with a spray gun, the outer peripheral portion of the layer containing carbon nanotubes may be shaved so that the outer peripheral portion of the antireflection film 16B is exposed. Good.
After forming the carbon nanotube-containing layer 16C as described above, the SiO 2 film 16D is formed on the carbon nanotube-containing layer 16C.
The SiO 2 film 16D can be formed by vacuum deposition.
The optical fiber device 16 can be obtained as described above.

次に、モード同期光ファイバレーザ装置1を用いたレーザ発振について説明する。
モード同期光ファイバレーザ装置1の電源が投入され、励起用レーザ光源11に電流が加えられると、レーザ光が出力され、WDMモジュール12内に導入される。そして、この光は、WDMフィルタ122で反射され、光ファイバ装置15を介して、光増幅器13に導入される。光増幅器13では、増幅が行われ、増幅された光は、光ファイバ装置15を介して、ハーフミラーモジュール14に導入される。ハーフミラーモジュール14では、ハーフミラー142により、一部の光を反射するとともに、他の一部の光を透過する。反射された光は、光ファイバ装置15を介してレーザ光として出力される。
一方、透過した光は、光ファイバ装置16を介して、WDMモジュール12に導入される。
ここで、モード同期光ファイバレーザ装置1に電源を投入した当初では、モード同期光ファイバレーザ装置1内を循環する光の強度が弱いため、不安定な多モード発振が行われる。
光がモード同期光ファイバレーザ装置1内を循環するにつれて、光の強度が大きくなる。そして、カーボンナノチューブの可飽和吸収特性が出現するパワーに達すると、カーボンナノチューブの可飽和吸収特性の回復時間に依存して、モード同期状態となり、図5に示すような安定なパルス発振状態に達する。
Next, laser oscillation using the mode-locked optical fiber laser device 1 will be described.
When the mode-synchronous optical fiber laser device 1 is turned on and a current is applied to the excitation laser light source 11, the laser light is output and introduced into the WDM module 12. Then, this light is reflected by the WDM filter 122 and introduced into the optical amplifier 13 through the optical fiber device 15. In the optical amplifier 13, amplification is performed, and the amplified light is introduced into the half mirror module 14 through the optical fiber device 15. In the half mirror module 14, the half mirror 142 reflects part of the light and transmits the other part of the light. The reflected light is output as laser light through the optical fiber device 15.
On the other hand, the transmitted light is introduced into the WDM module 12 through the optical fiber device 16.
Here, when the mode-locked optical fiber laser device 1 is first turned on, the intensity of light circulating in the mode-locked optical fiber laser device 1 is weak, and unstable multimode oscillation is performed.
As the light circulates in the mode-locked optical fiber laser device 1, the intensity of the light increases. Then, when the power at which the saturable absorption characteristic of the carbon nanotube appears is reached, depending on the recovery time of the saturable absorption characteristic of the carbon nanotube, a mode-locked state is reached and a stable pulse oscillation state as shown in FIG. 5 is reached. .

図5の横軸は時間であり、縦軸は、出力された光の強度である。パルス繰り返し時間間隔は、17.1nsであり、繰り返し周波数は、58.35MHzである。
発振波長の中心値は、モード同期光ファイバレーザ装置1の構成系の損失波長依存性および、光増幅器13での増幅率波長依存性で決まる。図6に示すように、出力スペクトルの中心波長は、1558nmとなる。
さらに、図7に示すように、波形のパルス幅は、0.58ピコ秒である。
The horizontal axis in FIG. 5 is time, and the vertical axis is the intensity of the output light. The pulse repetition time interval is 17.1 ns, and the repetition frequency is 58.35 MHz.
The center value of the oscillation wavelength is determined by the loss wavelength dependency of the component system of the mode-locked optical fiber laser device 1 and the gain wavelength dependency of the optical amplifier 13. As shown in FIG. 6, the center wavelength of the output spectrum is 1558 nm.
Further, as shown in FIG. 7, the pulse width of the waveform is 0.58 picoseconds.

次に、モード同期光ファイバレーザ装置1の効果について説明する。
光ファイバ装置16の光ファイバ161の端面161Aは、光ファイバ161の光軸に対して傾斜した傾斜面であるため、光ファイバ161の端面161Aに入射した光は、光ファイバ161の端面161Aで正反射しない。すなわち、図2に示すように、反射光L1が光ファイバ161の光軸Xに対し、斜めに進むため、反射光L1は光ファイバ161のコア外部に抜けることとなる。従って、戻り光を防止することができる。
これに加え、光ファイバ161の端面161A上に、反射防止膜16Bを形成しているので、光ファイバ161の端面161Aに入射した光の反射自体を低減させることができる。
Next, the effect of the mode-locked optical fiber laser device 1 will be described.
Since the end surface 161A of the optical fiber 161 of the optical fiber device 16 is an inclined surface inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 161, the light incident on the end surface 161A of the optical fiber 161 is positive at the end surface 161A of the optical fiber 161. Does not reflect. That is, as shown in FIG. 2, since the reflected light L1 travels obliquely with respect to the optical axis X of the optical fiber 161, the reflected light L1 passes out of the core of the optical fiber 161. Therefore, return light can be prevented.
In addition, since the antireflection film 16B is formed on the end surface 161A of the optical fiber 161, reflection itself of the light incident on the end surface 161A of the optical fiber 161 can be reduced.

さらに、本実施形態では、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aに沿って、反射防止膜16B、カーボンナノチューブを含有する層16C、SiO膜16Dを形成している。
反射防止膜16Bおよびカーボンナノチューブを含有する層16Cの界面、カーボンナノチューブを含有する層16CおよびSiO膜16Dの界面、さらには、SiO膜16Dの外表面は、全て傾斜面となっている。そのため、反射防止膜16Bおよびカーボンナノチューブを含有する層16Cの界面、カーボンナノチューブを含有する層16CおよびSiO膜16Dの界面、さらには、SiO膜16Dの外表面で光ファイバ161から出射した光が反射し、反射光L1が生じることがあっても、図2に示すように、反射光L1が光ファイバ161の光軸Xに対し、斜めに進むため、反射光L1は光ファイバ161のコアの外部に抜けることとなる。従って、戻り光を防止することができる。
これにより、本実施形態では、戻り光を確実に低減させることができ、モード同期光ファイバレーザ装置1のモード同期がくずれてしまうことを確実に防止することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the antireflection film 16B, the carbon nanotube-containing layer 16C, and the SiO 2 film 16D are formed along the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161.
The interface between the antireflection film 16B and the carbon nanotube-containing layer 16C, the interface between the carbon nanotube-containing layer 16C and the SiO 2 film 16D, and the outer surface of the SiO 2 film 16D are all inclined surfaces. Therefore, the light emitted from the optical fiber 161 at the interface between the antireflection film 16B and the carbon nanotube-containing layer 16C, the interface between the carbon nanotube-containing layer 16C and the SiO 2 film 16D, and the outer surface of the SiO 2 film 16D. 2 and the reflected light L1 is generated, the reflected light L1 travels obliquely with respect to the optical axis X of the optical fiber 161, as shown in FIG. It will come out of the outside. Therefore, return light can be prevented.
Thereby, in this embodiment, return light can be reduced reliably and it can prevent reliably that the mode synchronization of the mode-synchronous optical fiber laser apparatus 1 breaks down.

さらに、本実施形態では、光ファイバ161の端面161Aからの戻り光、反射防止膜16Bおよびカーボンナノチューブを含有する層16Cの界面、カーボンナノチューブを含有する層16CおよびSiO膜16Dの界面、SiO膜16Dの外表面からの戻り光を低減させることができるので、戻り光同士が光ファイバ161内部で干渉してしまうことも防止できる。
また、本実施形態では、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aと、光ファイバ161の光軸Xと直交する面とがなす角度を6°以上、12°以下としているため、確実に、戻り光の発生を防止することができる。
Furthermore, in this embodiment, the return light from the end face 161A of the optical fiber 161, the interface between the antireflection film 16B and the layer 16C containing carbon nanotubes, the interface between the layer 16C containing carbon nanotubes and the SiO 2 film 16D, SiO 2 Since the return light from the outer surface of the film 16D can be reduced, it is possible to prevent the return lights from interfering with each other inside the optical fiber 161.
In the present embodiment, the angle formed by the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161 and the surface orthogonal to the optical axis X of the optical fiber 161 is 6 ° or more and 12 ° or less. Therefore, it is possible to reliably prevent the generation of return light.

本実施形態では、カーボンナノチューブを含有する層16C上にSiO膜16Dを形成している。このSiO膜16Dにより、カーボンナノチューブを含有する層16Cが保護されるため、カーボンナノチューブを含有する層16Cからのカーボンナノチューブの脱落を防止することができる。
また、SiO膜16Dは、光ファイバ161の端面161Aから出射された光により劣化しにくく、耐性が高いため、モード同期光ファイバレーザ装置1の性能を低下させることがない。
In the present embodiment, the SiO 2 film 16D is formed on the layer 16C containing carbon nanotubes. Since the SiO 2 film 16D protects the carbon nanotube-containing layer 16C, it is possible to prevent the carbon nanotube from falling off the carbon nanotube-containing layer 16C.
Further, the SiO 2 film 16D is not easily deteriorated by light emitted from the end face 161A of the optical fiber 161 and has high resistance, so that the performance of the mode-locked optical fiber laser device 1 is not deteriorated.

さらに、本実施形態では、反射防止膜16Bの外周部をカーボンナノチューブを含有する層16Cで覆わず、反射防止膜16Bの外周部と、カーボンナノチューブを含有する層16C上に設けられるSiO膜16Dとを接触させている。反射防止膜16Bは、無機材料で構成されているため、SiO膜16Dと反射防止膜16Bとの密着性は良好なものとなる。従って、SiO膜16Dが剥がれにくくなり、SiO膜16Dにより確実にカーボンナノチューブを含有する層16Cを保護することができる。 Furthermore, in this embodiment, the outer peripheral portion of the antireflection film 16B is not covered with the layer 16C containing carbon nanotubes, and the SiO 2 film 16D provided on the outer peripheral portion of the antireflection film 16B and the layer 16C containing carbon nanotubes. Are in contact with each other. Since the antireflection film 16B is made of an inorganic material, the adhesion between the SiO 2 film 16D and the antireflection film 16B is good. Therefore, the SiO 2 film 16D is hardly peeled off, and the layer 16C containing carbon nanotubes can be reliably protected by the SiO 2 film 16D.

本実施形態では、カーボンナノチューブを含有する層16Cを形成する際に、カーボンナノチューブを分散させた溶媒を遠心分離した後、上澄みを抽出し、この上澄みを塗布しているので、可飽和吸収特性に優れたカーボンナノチューブを含有する層16Cを形成することができる。遠心分離を行うことにより、可飽和吸収特性に優れたカーボンナノチューブのみを抽出することができるのである。   In this embodiment, when forming the layer 16C containing carbon nanotubes, the solvent in which the carbon nanotubes are dispersed is centrifuged, and then the supernatant is extracted, and this supernatant is applied. A layer 16C containing excellent carbon nanotubes can be formed. By centrifuging, it is possible to extract only carbon nanotubes having excellent saturable absorption characteristics.

また、本実施形態では、光ファイバとして、偏波保持光ファイバを使用しているので、光ファイバにより伝播される光の偏光状態を保持することができる。   In this embodiment, since the polarization maintaining optical fiber is used as the optical fiber, the polarization state of the light propagated through the optical fiber can be maintained.

さらに、本実施形態では、光ファイバカプラを使用せずに、WDMフィルタ122や、ハーフミラー142を使用して、合波、分波を行っている。
光ファイバカプラを使用して、合波、分波を行う場合には、図8に示すようなスペクトルを示すこととなり、本実施形態のようにWDMフィルタ122や、ハーフミラー142を使用した場合(図6参照)に比べ、ASE成分(スペクトルの裾の部分)が多くなる。従って、本実施形態によれば、ASE成分の少ないモード同期光ファイバレーザ装置1を提供することができる。
また、光ファイバカプラを使用して、合波、分波を行う場合には、消光比を高く保つことが難しいが、本実施形態のようにWDMフィルタ122や、ハーフミラー142を使用すれば、消光比を高く保つことが可能となる。
Further, in this embodiment, multiplexing and demultiplexing are performed using the WDM filter 122 and the half mirror 142 without using the optical fiber coupler.
When combining and demultiplexing using an optical fiber coupler, the spectrum as shown in FIG. 8 is shown, and when the WDM filter 122 and the half mirror 142 are used as in this embodiment ( Compared to FIG. 6), the ASE component (the bottom part of the spectrum) increases. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the mode-locked optical fiber laser device 1 with a small ASE component.
In addition, when performing multiplexing and demultiplexing using an optical fiber coupler, it is difficult to keep the extinction ratio high, but if a WDM filter 122 or a half mirror 142 is used as in this embodiment, It becomes possible to keep the extinction ratio high.

(第二実施形態)
図9を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。
前記実施形態では、モード同期光ファイバレーザ装置1では、WDMモジュール12、光増幅器13、ハーフミラーモジュール14は、光ファイバ装置15,16によりリング状に接続されていた。
これに対し、本実施形態では、複数の光学機器が直線状に配置されている。
具体的には、本実施形態のモード同期光ファイバレーザ装置2は、励起光を供給する励起用レーザ光源11と、WDMモジュール22と、励起用レーザ光源11からの励起光が供給される光増幅器13と、ポラライザ27と、ハーフミラーユニット28と、アイソレータ29と、光ファイバ装置15,26とを備える。
この本実施形態のモード同期光ファイバレーザ装置2では、図9の右側が光出力方向である。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the embodiment, in the mode-locked optical fiber laser device 1, the WDM module 12, the optical amplifier 13, and the half mirror module 14 are connected in a ring shape by the optical fiber devices 15 and 16.
On the other hand, in this embodiment, a plurality of optical devices are arranged linearly.
Specifically, the mode-locked optical fiber laser device 2 of this embodiment includes an excitation laser light source 11 that supplies excitation light, a WDM module 22, and an optical amplifier that is supplied with excitation light from the excitation laser light source 11. 13, a polarizer 27, a half mirror unit 28, an isolator 29, and optical fiber devices 15 and 26.
In the mode-locked optical fiber laser device 2 of this embodiment, the right side of FIG. 9 is the light output direction.

WDMモジュール22は、WDMフィルタ122と、ミラー223と、これらを収容する筐体224を備える。
WDMフィルタ122の励起用レーザ光源11と反対側の表面には反射防止膜(図示略)が形成されている。
ミラー223は、WDMフィルタ122を透過した光を反射するためのものであり、WDMフィルタ122よりも、光の出力方向後段側に配置されている。
このWDMモジュール22の光出力方向先端側には、前記実施形態と同様の光増幅器13が設置されている。そして、WDMモジュール22と、光増幅器13とは、前記実施形態と同様に光ファイバ装置15により接続されている。
The WDM module 22 includes a WDM filter 122, a mirror 223, and a housing 224 that accommodates these.
An antireflection film (not shown) is formed on the surface of the WDM filter 122 opposite to the excitation laser light source 11.
The mirror 223 is for reflecting the light transmitted through the WDM filter 122, and is disposed on the rear side of the light output direction with respect to the WDM filter 122.
An optical amplifier 13 similar to that of the above-described embodiment is installed at the front end side of the WDM module 22 in the light output direction. The WDM module 22 and the optical amplifier 13 are connected by the optical fiber device 15 as in the above embodiment.

さらに、光増幅器13の光出力方向先端側には、ポラライザ27、ハーフミラーユニット28が設置されている。
この光増幅器13と、ポラライザ27、ハーフミラーユニット28とは、光ファイバ装置26により接続されている。
Further, a polarizer 27 and a half mirror unit 28 are installed on the front end side of the optical amplifier 13 in the light output direction.
The optical amplifier 13, the polarizer 27, and the half mirror unit 28 are connected by an optical fiber device 26.

光ファイバ装置26は、図10にも示すように、前記実施形態と同様の光ファイバ161と、フェルール163と、コリメータレンズLと、筐体164とを備える。
光ファイバ161の一方の端部は、光増幅器13に接続されるとともに、他方の端部は、フェルール163に挿入されている。
As shown in FIG. 10, the optical fiber device 26 includes an optical fiber 161, a ferrule 163, a collimator lens L, and a housing 164 that are the same as those in the above embodiment.
One end of the optical fiber 161 is connected to the optical amplifier 13, and the other end is inserted into the ferrule 163.

この光ファイバ装置26のフェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161A上には、前記実施形態と異なり、図10に示すように、光学フィルタ26Bが設けられている。
光学フィルタ26Bは、980nm付近の光(すなわち、励起用レーザ光源11からの光と同じ波長の光)を反射するとともに、1550nm付近の光(すなわち、光増幅器13で増幅された光と同じ波長の光)を透過するものである。この光学フィルタ26Bは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aの全面を覆うとともに、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aの傾斜に沿って、端面163B1、端面161Aと略平行に設けられている。
ここで、光学フィルタ26Bとしては、SiO膜と、TaO膜とを積層したものが例示できる。
Unlike the above embodiment, an optical filter 26B is provided on the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 of the optical fiber device 26 and the end surface 161A of the optical fiber 161 as shown in FIG.
The optical filter 26B reflects light in the vicinity of 980 nm (that is, light having the same wavelength as the light from the excitation laser light source 11) and light in the vicinity of 1550 nm (that is, light having the same wavelength as that amplified by the optical amplifier 13). Light). The optical filter 26B covers the entire end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the entire end surface 161A of the optical fiber 161, and along the inclination of the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161. The end surface 163B1 and the end surface 161A are provided substantially in parallel.
Here, examples of the optical filter 26B include a laminate of a SiO 2 film and a TaO 5 film.

この光学フィルタ26B上には、カーボンナノチューブを含有する層26Cが設けられている。前記実施形態のカーボンナノチューブを含有する層16Cの平面の大きさは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aから構成される平面の大きさよりも小さかったが、本実施形態のカーボンナノチューブを含有する層26Cの平面の大きさは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aから構成される平面の大きさと等しく、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aの全面を覆っている。他の点においては、カーボンナノチューブを含有する層26Cは、前記実施形態のカーボンナノチューブを含有する層16Cと同様である。   A layer 26C containing carbon nanotubes is provided on the optical filter 26B. The plane size of the carbon nanotube-containing layer 16C of the above embodiment is smaller than the plane size constituted by the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161. The size of the plane 26C of the layer 26C containing the carbon nanotubes is equal to the size of the plane constituted by the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161, and the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 And the entire end surface 161A of the optical fiber 161 is covered. In other respects, the layer 26C containing carbon nanotubes is the same as the layer 16C containing carbon nanotubes of the above embodiment.

コリメータレンズLは、フェルール163よりも光出力方向先端側に配置されており、光ファイバ161からの光を平行光としてポラライザ27に入射させるとともに、ポラライザ27の光出力方向先端側に配置されたハーフミラー281で反射された光を集光して光ファイバ161内に導くものである。
このような光ファイバ装置26の製造方法は、前記実施形態とほぼ同様であるが、光ファイバ161の端面161Aおよびフェルール163の突出部163Bの端面163B1上に光学フィルタ26Bを形成する点、カーボンナノチューブを含有する層26Cを形成する際に、光学フィルタ26B上全面にカーボンナノチューブを含有する層26Cを形成する点のみが前記実施形態と異なっている。
The collimator lens L is disposed on the front end side in the light output direction with respect to the ferrule 163. The collimator lens L allows the light from the optical fiber 161 to enter the polarizer 27 as parallel light and is disposed on the front end side in the light output direction of the polarizer 27. The light reflected by the mirror 281 is collected and guided into the optical fiber 161.
The manufacturing method of such an optical fiber device 26 is substantially the same as that of the above embodiment, except that the optical filter 26B is formed on the end surface 161A of the optical fiber 161 and the end surface 163B1 of the protruding portion 163B of the ferrule 163, carbon nanotubes Only the point that the layer 26C containing carbon nanotubes is formed on the entire surface of the optical filter 26B when the layer 26C containing is different from the above embodiment.

ハーフミラーユニット28は、ポラライザ27からの光の一部を反射するとともに、他の一部の光を透過する。透過した光は、アイソレータ29に導入され、光ファイバ装置15を介して出力される。
このハーフミラーユニット28は、ポラライザ27からの光の一部を反射するとともに、ポラライザ27からの他の一部の光を透過するハーフミラー281と、このハーフミラー281が一方の光透過面に固定された透明基板282と、この透明基板282の他方の光透過面に取り付けられた反射防止膜283とを有する。
透明基板282の一方の光透過面は、モード同期光ファイバレーザ装置2の光軸に対し、垂直な垂直面となっているが、透明基板282の他方の光透過面はモード同期光ファイバレーザ装置2の光軸に対し傾斜した傾斜面となっている。この傾斜面に反射防止膜283が取り付けられている。このように傾斜面に反射防止膜283を形成することで、反射光の発生を確実に抑制することができる。
なお、ここでは、透明基板282の他方の光透過面を傾斜面としたが、これに限らず、透明基板282の他方の光透過面をモード同期光ファイバレーザ装置2の光軸に対し、垂直な垂直面としてもよい。
The half mirror unit 28 reflects a part of the light from the polarizer 27 and transmits the other part of the light. The transmitted light is introduced into the isolator 29 and output through the optical fiber device 15.
The half mirror unit 28 reflects a part of the light from the polarizer 27 and transmits the other part of the light from the polarizer 27, and the half mirror 281 is fixed to one light transmission surface. And the antireflection film 283 attached to the other light transmission surface of the transparent substrate 282.
One light transmission surface of the transparent substrate 282 is a vertical surface perpendicular to the optical axis of the mode-locked optical fiber laser device 2, but the other light transmission surface of the transparent substrate 282 is a mode-locked optical fiber laser device. The inclined surface is inclined with respect to the optical axis 2. An antireflection film 283 is attached to the inclined surface. Thus, by forming the antireflection film 283 on the inclined surface, generation of reflected light can be reliably suppressed.
Although the other light transmitting surface of the transparent substrate 282 is an inclined surface here, the present invention is not limited to this, and the other light transmitting surface of the transparent substrate 282 is perpendicular to the optical axis of the mode-locked optical fiber laser device 2. It may be a vertical surface.

次に、モード同期光ファイバレーザ装置2を用いたレーザ発振について説明する。
まず、モード同期光ファイバレーザ装置2の電源が投入され、励起用レーザ光源11に電流が加えられると、レーザ光が出力され、WDMモジュール22内に導入される。そして、WDMモジュール22内に導入された光は、WDMフィルタ122により反射され、光ファイバ装置15を介して光増幅器13に導入される。光増幅器13では、増幅が行われ、増幅された光は、光ファイバ装置26を介して、ポラライザ27、さらには、ハーフミラーユニット28に導入される。ハーフミラーユニット28のハーフミラー281では、一部の光を反射するとともに、他の一部の光を透過する。このハーフミラー281を透過した光は、アイソレータ29を介して、光ファイバ装置15から外部に取り出される。
一方、ハーフミラー281で反射された光は、光ファイバ装置26内に戻り、光増幅器13、光ファイバ装置15を介して、WDMモジュール22内に導入される。WDMモジュール22内に導入された光は、WDMフィルタ122を透過し、ミラー223により光出力方向に向かって反射される。ミラー223により反射された光は、WDMフィルタ122を通り、光ファイバ装置15、光増幅器13、光ファイバ装置26、ポラライザ27を介してハーフミラーユニット28に導入される。
このように、本実施形態では、ハーフミラーユニット28のハーフミラー281および、WDMモジュール22のミラー223間で共振が行われる。
モード同期光ファイバレーザ装置2に電源を投入した当初では、光の強度が弱いため、不安定な多モード発振が行われるが、光がモード同期光ファイバレーザ装置2のハーフミラーユニット28のハーフミラー281および、WDMモジュール22のミラー223間を往来するにつれて、光の強度が大きくなり、カーボンナノチューブの可飽和吸収特性が出現するパワーに達すると、モード同期状態となる。
Next, laser oscillation using the mode-locked optical fiber laser device 2 will be described.
First, when the power of the mode-synchronous optical fiber laser device 2 is turned on and a current is applied to the excitation laser light source 11, laser light is output and introduced into the WDM module 22. The light introduced into the WDM module 22 is reflected by the WDM filter 122 and introduced into the optical amplifier 13 via the optical fiber device 15. In the optical amplifier 13, amplification is performed, and the amplified light is introduced into the polarizer 27 and further into the half mirror unit 28 through the optical fiber device 26. The half mirror 281 of the half mirror unit 28 reflects a part of light and transmits another part of light. The light transmitted through the half mirror 281 is taken out from the optical fiber device 15 through the isolator 29.
On the other hand, the light reflected by the half mirror 281 returns into the optical fiber device 26 and is introduced into the WDM module 22 via the optical amplifier 13 and the optical fiber device 15. The light introduced into the WDM module 22 passes through the WDM filter 122 and is reflected by the mirror 223 toward the light output direction. The light reflected by the mirror 223 passes through the WDM filter 122 and is introduced into the half mirror unit 28 via the optical fiber device 15, the optical amplifier 13, the optical fiber device 26, and the polarizer 27.
Thus, in the present embodiment, resonance is performed between the half mirror 281 of the half mirror unit 28 and the mirror 223 of the WDM module 22.
Initially when the mode-locked optical fiber laser device 2 is turned on, since the intensity of light is weak, unstable multimode oscillation occurs, but the light is half mirrored by the half mirror unit 28 of the mode-locked optical fiber laser device 2. When the light intensity increases as it moves between 281 and the mirror 223 of the WDM module 22 and reaches the power at which the saturable absorption characteristic of the carbon nanotube appears, a mode-locked state is established.

このようなモード同期光ファイバレーザ装置2は、前記実施形態のモード同期光ファイバレーザ装置1と同様の効果を奏することができるうえ、以下の効果を奏することができる。
モード同期光ファイバレーザ装置2の光ファイバ装置26のフェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161A上には、980nm付近の光を反射するとともに、1550nm付近の光を透過する光学フィルタ26Bを介して、カーボンナノチューブを含有する層26Cが設けられている。
ここで、光増幅器13から出力される光は、1550nm付近の光であるが、光増幅器13から出力される光の一部に980nm付近の光が混ざることがある。この980nm付近の光は、励起用レーザ光源11から出射された光であるため、非常に強度が大きい光となる。この強度が大きい光がカーボンナノチューブを含有する層26Cに入射すると、カーボンナノチューブを含有する層26Cが劣化もしくは、可飽和特性が飽和するおそれがある。
本実施形態では、光学フィルタ26Bを設けることで、980nm付近の光を反射し、カーボンナノチューブを含有する層26Cに980nm付近の光が入射することを防止しているため、カーボンナノチューブを含有する層26Cの劣化を防止することができる。
また、カーボンナノチューブを含有する層26Cに980nm付近の光が入射することを防止しているため、カーボンナノチューブを含有する層26Cの可飽和特性の飽和を防止することができる。
Such a mode-locked optical fiber laser device 2 can achieve the same effects as the mode-locked optical fiber laser device 1 of the above-described embodiment, and can also provide the following effects.
On the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161 of the optical fiber device 26 of the mode-locked optical fiber laser device 2, the light that reflects light near 980 nm and transmits light near 1550 nm A layer 26C containing carbon nanotubes is provided through the filter 26B.
Here, the light output from the optical amplifier 13 is light in the vicinity of 1550 nm, but the light in the vicinity of 980 nm may be mixed with part of the light output from the optical amplifier 13. Since the light in the vicinity of 980 nm is light emitted from the excitation laser light source 11, the light has very high intensity. When this high intensity light is incident on the carbon nanotube-containing layer 26C, the carbon nanotube-containing layer 26C may be deteriorated or the saturable characteristic may be saturated.
In the present embodiment, the optical filter 26B is provided to reflect light near 980 nm and prevent light near 980 nm from entering the carbon nanotube-containing layer 26C. Deterioration of 26C can be prevented.
In addition, since light near 980 nm is prevented from entering the layer 26C containing carbon nanotubes, saturation of the saturable characteristics of the layer 26C containing carbon nanotubes can be prevented.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
たとえば、前記各実施形態では、カーボンナノチューブを含有する層のカーボンナノチューブは、端部がカルボキシル基、水酸基により装飾されたオープンエンドのカーボンナノチューブであるとしたが、これに限られるものではない。端部が閉環したカーボンナノチューブを使用してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above embodiments, the carbon nanotubes in the layer containing carbon nanotubes are open-end carbon nanotubes whose ends are decorated with carboxyl groups and hydroxyl groups. However, the present invention is not limited to this. Carbon nanotubes whose ends are closed may be used.

さらに、前記各実施形態では、光ファイバを偏波保持光ファイバとしたが、偏波保持光ファイバではなくてもよい。たとえば、光ファイバを偏波保持光ファイバとせずに、光ファイバ装置に偏波面コントローラ等を設けてもよい。
また、前記各実施形態では、光ファイバ装置の光ファイバ161の端面161Aと、前記光ファイバの光軸と直交する面とがなす角度が6°以上であるとしたが、これに限らず、前記角度は適宜設定することができる。
Further, in each of the above embodiments, the optical fiber is a polarization maintaining optical fiber, but it may not be a polarization maintaining optical fiber. For example, a polarization plane controller or the like may be provided in the optical fiber device without using the optical fiber as a polarization maintaining optical fiber.
Moreover, in each said embodiment, although the angle which the end surface 161A of the optical fiber 161 of an optical fiber apparatus makes and the surface orthogonal to the optical axis of the said optical fiber was 6 degrees or more, not only this but the said, The angle can be set as appropriate.

さらに、前記各実施形態において、カーボンナノチューブを含有する層は、バインダ材を含有していなかったが、これに限らず、カーボンナノチューブを含有する層をバインダ材を含有するものとしてもよい。たとえば、紫外線硬化型の樹脂や、ポリイミド樹脂、PVA等の樹脂で構成されるバインダ材を含有させ、カーボンナノチューブの脱落を防止してもよい。   Furthermore, in each said embodiment, although the layer containing a carbon nanotube did not contain a binder material, it is good also as a thing containing a binder material not only this but the layer containing a carbon nanotube. For example, a binder material composed of an ultraviolet curable resin, a polyimide resin, a PVA resin, or the like may be included to prevent the carbon nanotubes from falling off.

また、前記第一実施形態では、スプレーガンにより、カーボンナノチューブを含有する分散液を散布する際に、反射防止膜16B上に、中央に孔のあいたアルミ板、SUS板等のマスクを設置し、反射防止膜16Bの外周部を覆うことで、反射防止膜16Bの外周部にカーボンナノチューブを含有する層が形成されるのを防止したが、これに限らず、たとえば、反射防止膜16B上の中央(光ファイバ161の端面161Aの上方に該当する部分)に前記分散液を滴下し、反射防止膜16Bの外周部まで広がらないように前記分散液を広げてもよい。このように分散液を滴下して広げれば、スプレーガンにより分散液を散布する方法にくらべ、使用する分散液の量を低減させることができる。これにより、カーボンナノチューブの使用量を低減させることが可能となり、コストの低減を図ることができる。   In the first embodiment, when spraying the dispersion containing carbon nanotubes with a spray gun, a mask such as an aluminum plate or a SUS plate with a hole in the center is installed on the antireflection film 16B. By covering the outer periphery of the antireflection film 16B, the formation of a layer containing carbon nanotubes on the outer periphery of the antireflection film 16B is prevented. However, the present invention is not limited to this. For example, the center on the antireflection film 16B The dispersion liquid may be dropped onto the portion corresponding to the upper side of the end surface 161A of the optical fiber 161 so that the dispersion liquid does not spread to the outer peripheral portion of the antireflection film 16B. If the dispersion liquid is dropped and spread in this way, the amount of the dispersion liquid to be used can be reduced as compared with the method of spraying the dispersion liquid with a spray gun. Thereby, it becomes possible to reduce the usage-amount of a carbon nanotube, and can aim at reduction of cost.

さらに、前記第一実施形態では、ハーフミラーモジュール14と、WDMモジュール12とを接続する光ファイバ装置16の光ファイバ161の端面161Aおよびフェルール163の突出部163Bの端面163B1上に、カーボンナノチューブを含有する層16Cを形成したが、これに限らず、WDMモジュール12と光増幅器13との間に配置された光ファイバ装置15、光増幅器13とハーフミラーモジュール14との間に配置された光ファイバ装置15、ハーフミラーモジュール14で反射された光を出力するための光ファイバ装置15の突出部の端面および光ファイバ端面を、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aと同様の傾斜面とし、この傾斜面上にカーボンナノチューブを含有する層を形成してもよい。
さらに、前記第二実施形態においても、WDMモジュール22と、光増幅器13との間に配置された光ファイバ装置15や、アイソレータ29に接続された光ファイバ装置15のフェルールの突出部の端面および光ファイバ端面を、フェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161Aと同様の傾斜面とし、この傾斜面上にカーボンナノチューブを含有する層を形成してもよい。
ただし、カーボンナノチューブを含有する層に励起用レーザ光源11からの光が直接当たると、カーボンナノチューブを含有する層が劣化、もしくはカーボンナノチューブを含有する層の可飽和特性が飽和するおそれがある。これにより、カーボンナノチューブを含有する層をノイズの透過してしまう可能性がある。
そのため、光増幅器13よりも光出力方向先端側に配置される光ファイバ装置15の光ファイバの突出部の端面にカーボンナノチューブを含有する層を形成することが望ましい。
Further, in the first embodiment, carbon nanotubes are contained on the end surface 161A of the optical fiber 161 of the optical fiber device 16 that connects the half mirror module 14 and the WDM module 12 and the end surface 163B1 of the protruding portion 163B of the ferrule 163. However, the present invention is not limited to this, and the optical fiber device 15 disposed between the WDM module 12 and the optical amplifier 13 and the optical fiber device disposed between the optical amplifier 13 and the half mirror module 14 are not limited thereto. 15. The end face of the protruding portion of the optical fiber device 15 for outputting the light reflected by the half mirror module 14 and the end face of the optical fiber are the same as the end face 163B1 of the protruding portion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161. An inclined surface, and carbon nanochu on this inclined surface It may form a layer containing.
Further, also in the second embodiment, the end face of the protruding portion of the ferrule of the optical fiber device 15 arranged between the WDM module 22 and the optical amplifier 13 or the optical fiber device 15 connected to the isolator 29 and the light The fiber end surface may be an inclined surface similar to the end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end surface 161A of the optical fiber 161, and a layer containing carbon nanotubes may be formed on the inclined surface.
However, when light from the excitation laser light source 11 directly hits the layer containing the carbon nanotube, the layer containing the carbon nanotube may be deteriorated, or the saturable characteristic of the layer containing the carbon nanotube may be saturated. This may cause noise to pass through the layer containing carbon nanotubes.
Therefore, it is desirable to form a layer containing carbon nanotubes on the end face of the protruding portion of the optical fiber of the optical fiber device 15 disposed on the front side of the optical output direction with respect to the optical amplifier 13.

前記第一実施形態では、反射防止膜上に、カーボンナノチューブを含有する層16Cを形成したが、これに限らず、カーボンナノチューブを含有する層16C上に反射防止膜を形成してもよい。
例えば、カーボンナノチューブを含有する層16Cをフェルール163の突出部163Bの端面163B1および光ファイバ161の端面161A上に直接、形成する。この際、フェルール163の突出部163Bの端面163B1の外周部はカーボンナノチューブを含有する層16Cにより覆われないようにする。そして、カーボンナノチューブを含有する層16Cを覆うように反射防止膜を形成し、反射防止膜の外周部と、フェルール163の突出部163Bの端面163B1の外周部とが接触するようにしてもよい。
さらに、前記第各実施形態では、反射防止膜や、保護膜、光学フィルタを設けずに、少なくとも光ファイバ161の端面161A上にカーボンナノチューブを含有する層のみを形成してもよい。
In the first embodiment, the carbon nanotube-containing layer 16C is formed on the antireflection film. However, the present invention is not limited to this, and the antireflection film may be formed on the carbon nanotube-containing layer 16C.
For example, the carbon nanotube-containing layer 16C is formed directly on the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the end face 161A of the optical fiber 161. At this time, the outer peripheral portion of the end face 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 is not covered with the layer 16C containing carbon nanotubes. Then, an antireflection film may be formed so as to cover the layer 16C containing carbon nanotubes, and the outer peripheral portion of the antireflection film and the outer peripheral portion of the end surface 163B1 of the protruding portion 163B of the ferrule 163 may be in contact with each other.
Furthermore, in each said embodiment, you may form only the layer containing a carbon nanotube on the end surface 161A of the optical fiber 161 at least, without providing an antireflection film, a protective film, and an optical filter.

さらに、第二実施形態において、光ファイバ装置26を980nm付近の光を反射するとともに、1550nm付近の光を透過する光学フィルタ26Bを有するものとしたが、前記第一実施形態の光ファイバ装置16の光ファイバ161の突出部163Bの端面163B1上にも同様の光学フィルタを設けてもよい。
さらに、第二実施形態のカーボンナノチューブを含有する層は、フェルール163の突出部163Bの端面163B1、光ファイバ161の端面161Aの全面を覆うように設けられていたが、これに限らず、フェルール163の突出部163Bの端面163B1の外周部を覆わないものとしてもよい。
Further, in the second embodiment, the optical fiber device 26 includes the optical filter 26B that reflects light near 980 nm and transmits light near 1550 nm. A similar optical filter may also be provided on the end face 163B1 of the protruding portion 163B of the optical fiber 161.
Furthermore, the layer containing the carbon nanotubes of the second embodiment is provided so as to cover the entire end surface 163B1 of the protruding portion 163B of the ferrule 163 and the entire end surface 161A of the optical fiber 161. However, the present invention is not limited to this. It is good also as what does not cover the outer peripheral part of end surface 163B1 of this protrusion part 163B.

また、前記第二実施形態の光学フィルタは、フェルール163の突出部163Bの端面163B1、光ファイバ161の端面161A全面を覆うように設けられていたが、これに限らず、フェルール163の突出部163Bの端面163B1の外周部を覆わないものとしてもよい。
さらに、前記各実施形態では光増幅器13は、希土類添加光ファイバを有するものであったが、光増幅器として半導体光増幅器を有するものであってもよい。
Further, the optical filter of the second embodiment is provided so as to cover the entire end surface 163B1 of the protrusion 163B of the ferrule 163 and the entire end surface 161A of the optical fiber 161. However, the present invention is not limited to this, and the protrusion 163B of the ferrule 163 is provided. It is good also as what does not cover the outer peripheral part of end surface 163B1.
Further, in each of the embodiments, the optical amplifier 13 has a rare earth-doped optical fiber. However, the optical amplifier 13 may have a semiconductor optical amplifier as an optical amplifier.

また、前記各実施形態で示した励起用レーザ光源11、光増幅器13、光ファイバ装置15、16,26等の光学機器の配置は、一例であり、前記各実施形態に限られるものではない。例えば、図11に示すように、光学機器を配置してもよい。図11では、WDMフィルタ122が光増幅器13よりも光伝播方向先端側に配置されている。励起用レーザ光源11からの光は、WDMフィルタ122で反射され、光増幅器13とWDMフィルタ122との間に配置されている光ファイバ装置15に入射する。その後、光増幅器13に入射し、光増幅器13では、増幅が行われる。増幅された光は、再度、光増幅器13とWDMフィルタ122との間に配置されている光ファイバ装置15に入射する。そして、光は、WDMフィルタ122、アイソレータ141を透過し、ハーフミラー142により、その一部が反射される。反射された光は、光ファイバ装置15を介してレーザ光として出力される。
一方、透過した光は、光ファイバ装置16を介してアイソレータ121に入射する。アイソレータ121からの光は、光ファイバ装置15に入射し、再度、光増幅器13に入射する。
In addition, the arrangement of the optical devices such as the excitation laser light source 11, the optical amplifier 13, and the optical fiber devices 15, 16, and 26 shown in the above embodiments is an example, and is not limited to the above embodiments. For example, as shown in FIG. 11, an optical device may be arranged. In FIG. 11, the WDM filter 122 is arranged on the front side in the light propagation direction with respect to the optical amplifier 13. Light from the excitation laser light source 11 is reflected by the WDM filter 122 and enters the optical fiber device 15 disposed between the optical amplifier 13 and the WDM filter 122. Thereafter, the light enters the optical amplifier 13 and the optical amplifier 13 performs amplification. The amplified light again enters the optical fiber device 15 disposed between the optical amplifier 13 and the WDM filter 122. The light passes through the WDM filter 122 and the isolator 141, and a part of the light is reflected by the half mirror 142. The reflected light is output as laser light through the optical fiber device 15.
On the other hand, the transmitted light enters the isolator 121 through the optical fiber device 16. The light from the isolator 121 enters the optical fiber device 15 and enters the optical amplifier 13 again.

さらに、前記各実施形態では、光増幅器13の希土類添加光ファイバの両端に光ファイバ装置15の光ファイバ152や、光ファイバ装置26の光ファイバ161を接続していたが、これに限らず、例えば、光増幅器13の希土類添加光ファイバの両端に直接フェルール151や、フェルール163を取り付けてもよい。
このようにすれば、モード同期光ファイバレーザ装置の共振器長を短くすることができ、繰り返し周波数を高めることができる。
また、光ファイバ装置16の光ファイバ161や、光ファイバ装置26の光ファイバ161を、希土類添加光ファイバとしてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the optical fiber 152 of the optical fiber device 15 and the optical fiber 161 of the optical fiber device 26 are connected to both ends of the rare earth-doped optical fiber of the optical amplifier 13. The ferrule 151 or the ferrule 163 may be directly attached to both ends of the rare earth-doped optical fiber of the optical amplifier 13.
In this way, the resonator length of the mode-locked optical fiber laser device can be shortened, and the repetition frequency can be increased.
The optical fiber 161 of the optical fiber device 16 and the optical fiber 161 of the optical fiber device 26 may be rare earth-doped optical fibers.

第一実施形態にかかるモード同期光ファイバレーザ装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode-locking optical fiber laser apparatus concerning 1st embodiment. 光ファイバ装置の要部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principal part of an optical fiber apparatus. 光ファイバ装置の反射防止膜と、カーボンナノチューブを含有する層との関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the relationship between the anti-reflective film of an optical fiber device, and the layer containing a carbon nanotube. カーボンナノチューブの可飽和吸収特性を示す図である。It is a figure which shows the saturable absorption characteristic of a carbon nanotube. モード同期光ファイバレーザ装置のパルス発振の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the pulse oscillation of a mode synchronous optical fiber laser apparatus. モード同期光ファイバレーザ装置から出力された光の強度と、波長との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of the light output from the mode synchronous optical fiber laser apparatus, and a wavelength. モード同期光ファイバレーザ装置から出力された光の自己相関波形を示す図である。It is a figure which shows the autocorrelation waveform of the light output from the mode-locking optical fiber laser apparatus. 光ファイバカプラを使用したモード同期光ファイバレーザ装置から出力された光の強度と、波長との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of the light output from the mode-locking optical fiber laser apparatus using an optical fiber coupler, and a wavelength. 第二実施形態にかかるモード同期光ファイバレーザ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the mode synchronous optical fiber laser apparatus concerning 2nd embodiment. 光ファイバ装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of an optical fiber apparatus. 本発明の変形例にかかるモード同期光ファイバレーザ装置の模式図である。It is a schematic diagram of the mode synchronous optical fiber laser apparatus concerning the modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 モード同期光ファイバレーザ装置
2 モード同期光ファイバレーザ装置
11 励起用レーザ光源
12 WDMモジュール
13 光増幅器
14 ハーフミラーモジュール
15 光ファイバ装置
16 光ファイバ装置
16B 反射防止膜
16C カーボンナノチューブを含有する層
16D SiO膜(保護膜)
22 WDMモジュール
26 光ファイバ装置
26B 光学フィルタ
26C カーボンナノチューブを含有する層
27 ポラライザ
28 ハーフミラーユニット
29 アイソレータ
121 アイソレータ
122 フィルタ
123 筐体
141 アイソレータ
142 ハーフミラー
143 筐体
151 フェルール
151A 本体部
151A1 大径部
151A2 小径部
151B 突出部
152 光ファイバ
153 筐体
161 光ファイバ
161A 端面
163 フェルール
163A 本体部
163A1 大径部
163A2 小径部
163B 突出部
163B1 端面
164 筐体
223 ミラー
224 筐体
281 ハーフミラー
282 透明基板
283 反射防止膜
L コリメータレンズ
L1 反射光
X 光軸
θ 傾斜角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mode-locking optical fiber laser apparatus 2 Mode-locking optical fiber laser apparatus 11 Excitation laser light source 12 WDM module 13 Optical amplifier 14 Half mirror module 15 Optical fiber apparatus 16 Optical fiber apparatus 16B Antireflection film 16C Layer 16D containing carbon nanotube SiO 2 films (protective film)
22 WDM module 26 optical fiber device 26B optical filter 26C layer containing carbon nanotube 27 polarizer 28 half mirror unit 29 isolator 121 isolator 122 filter 123 housing 141 isolator 142 half mirror 143 housing 151 ferrule 151A main body portion 151A1 large diameter portion 151A2 Small diameter portion 151B Protruding portion 152 Optical fiber 153 Housing 161 Optical fiber 161A End surface 163 Ferrule 163A Main body portion 163A1 Large diameter portion 163A2 Small diameter portion 163B Protruding portion 163B1 End surface 164 Housing 223 Mirror 224 Housing 281 Half mirror 282 Transparent substrate 283 Antireflection Film L Collimator lens L1 Reflected light X Optical axis θ Tilt angle

Claims (11)

光ファイバと、この光ファイバの端面上に設けられたカーボンナノチューブを含有する層とを備え、
前記光ファイバの端面は、前記光ファイバの光軸に対して傾斜した傾斜面であり、
前記カーボンナノチューブを含有する層は、前記傾斜面と略平行に設けられていることを特徴とする光ファイバ装置。
An optical fiber, and a layer containing carbon nanotubes provided on an end face of the optical fiber,
The end surface of the optical fiber is an inclined surface inclined with respect to the optical axis of the optical fiber,
The optical fiber device, wherein the layer containing the carbon nanotubes is provided substantially parallel to the inclined surface.
請求項1に記載の光ファイバ装置において、
前記傾斜面と、前記光ファイバの光軸と直交する面とがなす角度が6°以上であることを特徴とする光ファイバ装置。
The optical fiber device according to claim 1,
An optical fiber device, wherein an angle formed by the inclined surface and a surface orthogonal to the optical axis of the optical fiber is 6 ° or more.
請求項1または2に記載の光ファイバ装置において、
前記光ファイバの端面上には、反射防止膜が設けられていることを特徴とする光ファイバ装置。
The optical fiber device according to claim 1 or 2,
An optical fiber device, wherein an antireflection film is provided on an end face of the optical fiber.
請求項1から3の何れかに記載の光ファイバ装置において、
前記カーボンナノチューブを含有する層上には、このカーボンナノチューブを含有する層を覆う保護膜が設けられていることを特徴とする光ファイバ装置。
In the optical fiber device according to any one of claims 1 to 3,
An optical fiber device, wherein a protective film covering the layer containing carbon nanotubes is provided on the layer containing carbon nanotubes.
請求項4に記載の光ファイバ装置において、
前記光ファイバの端部が挿通されたフェルールを有し、
前記フェルールの端面および前記光ファイバの前記端面は略同一平面上にあり、
前記フェルールの端面および前記光ファイバの前記端面上には無機物質を含有する反射防止膜が設けられ、
この反射防止膜上に前記カーボンナノチューブを含有する層が設けられるとともに、前記カーボンナノチューブを含有する層上には、無機物質を含有する前記保護膜が設けられ、
前記反射防止膜の外周部は、前記カーボンナノチューブを含有する層により被覆されておらず、
前記保護膜は、前記反射防止膜の外周部に接触していることを特徴とする光ファイバ装置。
The optical fiber device according to claim 4, wherein
Having a ferrule through which an end of the optical fiber is inserted;
The end surface of the ferrule and the end surface of the optical fiber are substantially on the same plane,
An antireflection film containing an inorganic substance is provided on the end face of the ferrule and the end face of the optical fiber,
A layer containing the carbon nanotube is provided on the antireflection film, and the protective film containing an inorganic substance is provided on the layer containing the carbon nanotube,
The outer periphery of the antireflection film is not covered with the carbon nanotube-containing layer,
The optical fiber device, wherein the protective film is in contact with an outer peripheral portion of the antireflection film.
請求項1から5の何れかに記載の光ファイバ装置において、
前記カーボンナノチューブを含有する層は、前記カーボンナノチューブと、バインダ材とを含有することを特徴とする光ファイバ装置。
In the optical fiber device according to any one of claims 1 to 5,
The layer containing the carbon nanotubes contains the carbon nanotubes and a binder material.
請求項1から6の何れかに記載の光ファイバ装置において、
前記カーボンナノチューブは、端部がカルボキシル基、水酸基のうちの少なくとも何れか一つにより装飾されたオープンエンドのカーボンナノチューブであることを特徴とする光ファイバ装置。
In the optical fiber device according to any one of claims 1 to 6,
2. The optical fiber device according to claim 1, wherein the carbon nanotube is an open-ended carbon nanotube whose end is decorated with at least one of a carboxyl group and a hydroxyl group.
請求項1から7の何れかに記載の光ファイバ装置において、
前記光ファイバは、偏波保持光ファイバにより構成されていることを特徴とする光ファイバ装置。
In the optical fiber device according to any one of claims 1 to 7,
The optical fiber device is configured by a polarization maintaining optical fiber.
請求項1から8の何れかに記載の光ファイバ装置において、
前記光ファイバの前記端面上には、レーザ光源からの光により励起される光増幅媒体によって増幅された光が入射するフィルタが設けられ、
前記フィルタは、前記レーザ光源から出射される光を反射するとともに、増幅された前記光を透過させるものであり、
前記フィルタの光出射側に前記カーボンナノチューブを含有する層が設けられていることを特徴とする光ファイバ装置。
In the optical fiber device according to any one of claims 1 to 8,
On the end face of the optical fiber, there is provided a filter on which light amplified by an optical amplification medium excited by light from a laser light source is incident,
The filter reflects light emitted from the laser light source and transmits the amplified light.
An optical fiber device characterized in that a layer containing the carbon nanotube is provided on the light emitting side of the filter.
レーザ光源を有するとともに、
前記レーザ光源からの光が供給される光増幅領域が形成され、
前記光増幅領域から出射された光の一部を再度、前記光増幅領域に導入するとともに、前記光増幅領域から出射された光の他の一部を出力するモード同期光ファイバレーザ装置であって、
請求項1から9の何れかに記載の光ファイバ装置を備えることを特徴とするモード同期光ファイバレーザ装置。
Having a laser light source,
An optical amplification region to which light from the laser light source is supplied is formed,
A mode-locked optical fiber laser device that reintroduces a part of the light emitted from the light amplification region to the light amplification region and outputs another part of the light emitted from the light amplification region. ,
A mode-locked optical fiber laser device comprising the optical fiber device according to claim 1.
光ファイバを備える光ファイバ装置の製造方法であって、
前記光ファイバの端面を前記光ファイバの光軸に対して傾斜した傾斜面とする工程と、
前記光ファイバの端面に、カーボンナノチューブを含有する層を設ける工程とを備え、
カーボンナノチューブを含有する層を設ける前記工程は、カーボンナノチューブを溶媒に分散させ、遠心分離した後、上澄みを抽出し、前記光ファイバの端面上に塗布する工程を含むことを特徴とする光ファイバ装置の製造方法。
A method of manufacturing an optical fiber device including an optical fiber,
A step of making the end surface of the optical fiber an inclined surface inclined with respect to the optical axis of the optical fiber;
Providing an end face of the optical fiber with a layer containing carbon nanotubes,
The step of providing the layer containing carbon nanotubes includes a step of dispersing the carbon nanotubes in a solvent, centrifuging, extracting the supernatant, and applying the supernatant onto the end face of the optical fiber. Manufacturing method.
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