JP2008003116A - 光分岐素子、レーザモジュール、及びレーザ光出力安定化光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザ光を入射させる第1の光ファイバ10のクラッド部の一部に、クラッド部を進行する光を分離して取り出す第2の光ファイバ11を融着して光分岐素子1を構成する。第2の光ファイバ11からクラッド部を進行する光の少なくとも一部を取り出してモニタする。
【選択図】図1
Description
本明細書において、「光が伝搬する」とは、導波路内を光が進行することをいい、減衰しながらも導波する光も含む。しかし、コア部を伝搬するレーザ出力光がクラッド部にしみ出したエバネッセント波のように、局在する微弱な電磁波がレーザの指向性に従ってクラッド中を進行する場合等は含まれないこととする。
前記レーザ光源のから出射される出力光の波長は、450nm以下であることが好ましい。
(式中NAinは第1の光ファイバ又は第2の光ファイバの出射端における開口数、NA outは出力用光ファイバの開口数、Dinは第1の光ファイバ又は第2の光ファイバの出射端におけるコア径、Doutは出力用光ファイバのコア径である。)
本発明のレーザ出力安定化光源は、上記本発明のレーザモジュールと、レーザモジュールを構成する光分岐素子の第2の光ファイバの出射端より出射された光を検出する光検出器と、光検出器からの出力に応じて、レーザからの出力が一定光量になるようにレーザ光源の出力を制御する制御手段とからなることを特徴としている。
図1〜図3を参照して本発明にかかる一実施形態の光分岐素子について説明する。本明細書において、図面は、視認しやすくするため、構成要素の縮尺は実際のものとは適宜異ならせてある。図1は光分岐素子の斜視図である。
図4を参照して、本発明にかかるレーザモジュール及びレーザ出力安定化光源の第1実施形態について説明する。図4は、本実施形態によるレーザ出力安定化光源3の概略図である。
(式中NAinは第1の光ファイバ10又は第2の光ファイバ11の各出射端(10a、11a)における開口数、NA outは出力用光ファイバF1又はF2の開口数、Dinは第1の光ファイバ10又は第2の光ファイバ11の各出射端(10a、11a)におけるコア径、Doutは出力用光ファイバF1又はF2のコア径である。)
本実施形態のレーザモジュール2は、コア部を伝搬する主要光LMのパワーにほとんど影響を及ぼすことなくクラッド光LCの少なくとも一部を分離して取り出すことができる本発明の光分岐素子1を構成要素としており、光分岐素子1と同様の効果をもってモニタ光を取り出すことができる。本実施形態のレーザモジュール2により検出されるモニタ光は、大部分がクラッドを進行する非結合光やエバネッセント波等、所謂結合損と言われる光からなり、結合損は、モジュールのビーム品位劣化要因のひとつとされている。本発明のレーザモジュール2によれば、ビーム品位劣化要因が取り出されるので、モジュールのビーム品位が向上し、モジュールの安定性及び長期信頼性の低下を抑えることができる。
図5を参照して、本発明にかかるレーザ出力安定化光源の第2実施形態について説明する。図5は、本実施形態による温度制御を制御手段としたレーザ出力安定化光源4の概略図であり、第1実施形態と同じ構成要素については同じ参照符号を付して説明は省略する。
第1の光ファイバ10として、コア径60μm、第1クラッド径72μm、第2クラッド径125μm、開口数0.22の紫外用フッ素ドープクラッドファイバを用意し、第2の光ファイバ11としてコア径105μm、クラッド径125μm、開口数0.22のマルチモードファイバを用意した。第1の光ファイバ10と第2の光ファイバ11の一部を約1500℃にて加熱し、60μm/sの速度で5〜20秒間熱延伸した後、2本の光ファイバを接触させて融着し、光分岐素子1を作製した。
1a 光分岐素子1入射端
10 第1の光ファイバ
10a 第1の光ファイバ出射端
100 第1光ファイバのコア部
101 第1光ファイバの第1クラッド部
102 第1光ファイバの第2クラッド部
11 第2の光ファイバ
11a 第2の光ファイバ出射端
110 第2の光ファイバのコア部
111 第2の光ファイバのクラッド部
2 レーザモジュール
20 レーザ光源
21 レンズ
3 APC制御によるレーザ出力安定化光源
30 APC回路
31 光検出器
32 制御手段
4 温度制御によるレーザ出力安定化光源
40 温度制御手段
L レーザ光
LM レーザ主要光
LC クラッド光
F1、F2 出力用ファイバ
F2a 出力用ファイバF2の出射端
Claims (8)
- コア部と、コア部の外周を覆うクラッド部とを含み、レーザ光を少なくとも前記コア部に入射する入射端と、前記コア部から前記レーザ光を出射する出射端とを有する第1の光ファイバと、該第1の光ファイバの前記クラッド部の一部から分岐して、該クラッド部を進行する前記レーザ光の少なくとも一部を分離して取り出す、第2の光ファイバとからなることを特徴とする光分岐素子。
- 前記第1の光ファイバが、クラッド部に導波構造を有する光ファイバであることを特徴とする請求項1に記載の光分岐素子。
- 前記光ファイバが、ダブルクラッドファイバであることを特徴とする請求項2に記載の光分岐素子。
- 前記第1の光ファイバ及び/又は第2の光ファイバのクラッド部が、該クラッド部の屈折率よりも高い屈折率を有する材料により被覆されていないことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光分岐素子。
- レーザ光源と、請求項1〜4のいずれかに記載の光分岐素子と、前記レーザ光源から出射された光を前記光分岐素子の前記第1の光ファイバの入射端に集光するレンズとからなることを特徴とするレーザモジュール。
- 前記レーザ光源が、出力光の波長が450nm以下であることを特徴とする請求項5に記載のレーザモジュール。
- 前記第1の光ファイバ及び/又は前記第2の光ファイバの出射端に、出力用光ファイバが接続されており、該出力用光ファイバと、該出力用光ファイバが接続されている前記第1の光ファイバ及び/又は前記第2の光ファイバとが、下記式を充足していることを特徴とする請求項5又は6に記載のレーザモジュール。
Dout×NAout ≧ Din×NAin
(式中NAinは前記第1の光ファイバ又は前記第2の光ファイバの前記出射端における開口数、NA outは前記出力用光ファイバの開口数、Dinは前記第1の光ファイバ又は前記第2の光ファイバの前記出射端におけるコア径、Doutは出力用光ファイバのコア径である。) - 請求項5〜7のいずれかに記載のレーザモジュールと、
該レーザモジュールの前記光分岐素子の前記第2の光ファイバの出射端より出射された光を検出する光検出器と、
該光検出器からの出力に応じて、前記レーザ光源からの出力が一定光量になるように、前記レーザ光源の出力を制御する制御手段とからなることを特徴とするレーザ出力安定化光源。
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