JP2008040252A

JP2008040252A - 光学的モジュール

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Publication number: JP2008040252A
Application number: JP2006215980A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Tamaoki; 忍玉置
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-08
Also published as: JP4899705B2

Abstract

【課題】増幅用光ファイバに安定して励起光を供給可能な光学的モジュールを提供する。
【解決手段】光学的モジュール３１は、増幅用光ファイバ２０に励起光と被増幅光を供給して被増幅光を増幅するためのものであって励起光源４０と光結合手段５０とガイド用光ファイバ６０とを備えている。光学的モジュール３１の光結合手段５０は、励起光源４０とガイド用光ファイバ６０とを光学的に接続し、励起光源４０からの励起光をガイド用光ファイバ６０へ出力し、ガイド用光ファイバ６０は、第１のコア領域６０Ａと第１のクラッド領域６０Ｂと第２のクラッド領域６０Ｃとを有し、第１のコア領域において被増幅光を伝搬させ、第１のコア領域及び第１のクラッド領域において光結合手段からの励起光をマルチモード伝搬させ、第１のクラッド領域６０Ｂには、励起光の波長λ_Ｐより被増幅光の波長λ_Ａに対してより大きい透過損失を有する元素Ｅ２が添加されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的モジュールに関するものである。

レーザー光を用いた加工技術が注目されており、医療分野なども含めた各分野において、高出力なレーザ光を生成可能な光増幅モジュールの需要が高まっている。光増幅モジュールとして、例えば、ダブルクラッド型であってコア領域に励起光によって励起される希土類元素が添加された光ファイバを増幅用光ファイバとして利用したものが知られている（非特許文献１参照）。非特許文献１に記載の光増幅モジュールはファイバレーザ光源として使用されるものであり、ファイバー付きＬＤと光結合手段とを有する光学的モジュールを利用して増幅用光ファイバに励起光を供給している。
杉岡幸次、矢部明著、「レーザーマイクロ・ナノプロセッシング」、第１版、日本国、シーエムシー出版、２００４年１１月、ｐｐ６７〜６８

ところで、通常、光増幅モジュールが有する増幅用光ファイバには、図７に示すように、光学的モジュールを利用して被増幅光及び励起光が供給される。

図７に示した光増幅モジュール１００の光学的モジュール１１０は、励起光を出力する励起光源４０と、励起光と被増幅光とを合波して増幅用光ファイバに入力せしめる光結合手段１２０とを備えている。光結合手段１２０は、被増幅光の入力ポートとしての光ファイバ５１と、励起光の入力ポートとしての光ファイバ１２１と、被増幅光と励起光の合波媒体としての光結合部５３と、出力ポートとしての光ファイバ５４とから構成されており、光ファイバ５１に被増幅光源１０が接続され、光ファイバ５４に増幅用光ファイバ２０が接続されている。上記構成により、被増幅光源１０及び励起光源４０から出力された被増幅光及び励起光は、光結合手段１２０を介して増幅用光ファイバ２０に入力される。そして、被増幅光が増幅用光ファイバ２０内で光増幅されて高出力な光として出力されることになる。増幅用光ファイバ２０からより一層高出力な光を出力するためには、光ファイバ１２１として、励起光をマルチモード伝搬させるいわゆるマルチモードファイバを利用することが考えられる。

しかしながら、増幅用光ファイバ２０を他の光ファイバなどに接続すると、接続部分において接続損失が生じ、その損失分としての被増幅光が例えば増幅用光ファイバ２０内を励起光の伝搬方向と反対方向に伝搬する場合もある。この場合、光ファイバ１２１がマルチモードファイバであると、マルチモードファイバはコア径とＮＡが大きいことから励起光以外の光もファイバ内に閉じ込めやすい性質を有するので、励起光と反対方向に伝搬する高出力な被増幅光が励起光源４０まで伝搬する場合が生じうる。この場合、励起光源４０が壊れたり動作が不安定になって、増幅用光ファイバに安定して励起光を供給できず、結果として、高出力な光を生成できない恐れがある。

そこで、本発明は、増幅用光ファイバに安定して励起光を供給可能な光学的モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る光学的モジュールは、励起光源と光結合手段とガイド用光ファイバとを備え、増幅用光ファイバに励起光と被増幅光を供給し、被増幅光を増幅するための光学的モジュールであって、光結合手段は、励起光源とガイド用光ファイバとを光学的に接続し、励起光源からの励起光をガイド用光ファイバへ出力し、ガイド用光ファイバは、第１のコア領域と、第１のコア領域の外周に設けられており第１のコア領域の屈折率より低い屈折率を有する第１のクラッド領域と、第１のクラッド領域の外周に設けられており第１のクラッド領域の屈折率より低い屈折率を有する第２のクラッド領域とを有し、第１のコア領域において被増幅光を伝搬させるとともに、第１のコア領域及び第１のクラッド領域において光結合手段からの励起光をマルチモード伝搬させ、第１のクラッド領域には、励起光の波長より被増幅光の波長に対してより大きい透過損失を有する元素が添加されていることを特徴とする。

この構成では、ガイド用光ファイバに増幅用光ファイバが光学的に接続されていると、励起光源から出力される励起光は、光結合手段を通してガイド用光ファイバに入力され、ガイド用光ファイバの第１のコア領域及び第１のクラッド領域を伝搬した後に、増幅用光ファイバに入力される。このように増幅用光ファイバ内に励起光が入力されたときに、増幅用光ファイバ内に被増幅光が供給されていると、増幅用光ファイバ内で被増幅光が光増幅されるので、高出力な光を生成することが可能である。

ところで、例えば、増幅用光ファイバと他の光ファイバとを接続した場合にその接続部分でのモードフィールド径（ＭＦＤ）ミスマッチ等によって接続損失が生じると、その接続損失分としての被増幅光が励起光の伝搬方向と反対方向に励起光源に向かって伝搬することがある。

上記構成の光学的モジュールでは、ガイド用光ファイバと増幅用光ファイバとを光学的に接続することで、光結合手段と増幅用光ファイバとの間にガイド用光ファイバが配置されることになる。このガイド用光ファイバが有する第１のクラッド領域内には、励起光が有する波長より被増幅光が有する波長に対してより大きい透過損失を有する元素が添加されているので、前述したように励起光の伝搬方向と反対方向に伝搬する被増幅光が、励起光源に影響を与える程高い出力を維持したまま励起光源に到達することはない。その結果、励起光源が壊れたり動作が不安定になることがないので、安定して増幅用光ファイバに励起光を供給することができる。

本発明に係る光学的モジュールでは、上記元素としては、希土類元素とすることができる。

また、本発明に係る光学的モジュールでは、上記増幅用光ファイバは、第２のコア領域と、第２のコア領域の外周に設けられており第２のコア領域の屈折率より低い屈折率を有する第３のクラッド領域と、第３のクラッド領域の外周に設けられており第３のクラッド領域の屈折率より低い屈折率を有する第４のクラッド領域とを有し、第２のコア領域において被増幅光を伝搬させると共に、第２のコア領域及び第３のクラッド領域においてガイド用光ファイバからの励起光を伝搬させることが好ましい。

この構成の増幅用光ファイバは、第２のコア領域の外周に、第３及び第４のクラッド領域が設けられたいわゆるダブルクラッド型の光ファイバである。上記増幅用光ファイバでは、第２のコア領域及び第３のクラッド領域において励起光を伝搬させることからより多くの励起光を伝搬可能であるため、被増幅光を一層効率的に増幅することができる。

また、本発明に係る光学的モジュールでは、ガイド用光ファイバから出力した被増幅光を増幅用光ファイバに入力する場合は、被増幅光の波長において、増幅用光ファイバのモードフィールド径が、ガイド用光ファイバのモードフィールド径と同じかそれ以上に大きいことが好適である。

ガイド用光ファイバから出力した被増幅光を増幅用光ファイバに入力する場合、ガイド用光ファイバ及び増幅用光ファイバにおける被増幅光の波長に対するＭＦＤが上記のような関係を満たしていることによって、被増幅光に対する接続損失が低減されるので、被増幅光が励起光源に入射することが更に抑制される。その結果として、増幅用光ファイバに一層安定して励起光を供給できる。

また、本発明に係る光学的モジュールでは、増幅用光ファイバから出力した被増幅光をガイド用光ファイバに入力する場合は、被増幅光の波長において、増幅用光ファイバのモードフィールド径が、ガイド用光ファイバのモードフィールド径と同じかそれより小さいことが好ましい。

増幅用光ファイバから出力した被増幅光をガイド用光ファイバに入力する場合は、ガイド用光ファイバ及び増幅用光ファイバにおける被増幅光の波長に対するＭＦＤが上記のような関係を満たしていることによって、被増幅光に対する接続損失が低減されるので、被増幅光が励起光源に入射することが更に抑制される。その結果として、増幅用光ファイバに一層安定して励起光を供給できる。

また、本発明に係る光学的モジュールでは、増幅用光ファイバから出力した被増幅光をガイド用光ファイバに入力する場合は、光結合手段と異なる他の光結合手段とガイド用光ファイバと異なる他のガイド用光ファイバとを有し、ガイド用光ファイバと他のガイド用光ファイバは、増幅用光ファイバの両側に別々に配置され、増幅用光ファイバに光学的に接続されており、他の光結合手段には、被増幅光と、励起光とは別な他の励起光が入力され、他の光結合手段は、入力された被増幅光と他の励起光を他のガイド用光ファイバに出力し、他のガイド用光ファイバは、入力された被増幅光と他の励起光を増幅用光ファイバのガイド用光ファイバに入力し、他のガイド用光ファイバは、第１’のコア領域と、第１’のコア領域の外周に設けられており第１’のコア領域の屈折率より低い屈折率を有する第１’のクラッド領域と、第１’のクラッド領域の外周に設けられており第１’のクラッド領域の屈折率より低い屈折率を有する第２’のクラッド領域とを有し、第１’のコア領域において被増幅光を伝搬させるとともに、第１’のコア領域及び第１’のクラッド領域において他の光結合手段からの他の励起光をマルチモード伝搬させ、第１’のクラッド領域には、他の励起光の波長より被増幅光の波長に対してより大きい透過損失を有する元素が添加されており、被増幅光の波長において、ガイド用光ファイバのモードフィールド径が、他のガイド用光ファイバのモードフィールド径と同じかそれ以上に大きいことが好適である。

この構成では、ガイド用光ファイバ及び他のガイド用光ファイバは増幅用光ファイバの両側にそれぞれを光学的に接続される。そして、増幅用光ファイバには、光結合手段及びガイド用光ファイバを通して励起光が供給される。また、上記他の光結合手段を通して他のガイド用光ファイバに入力された他の励起光が、他のガイド用光ファイバが有する第１’のコア領域及び第１’のクラッド領域を伝搬して増幅用光ファイバに更に入力される。このように、増幅用光ファイバにガイド用光ファイバ及び他のガイド用光ファイバから励起光及び他の励起光が入力されるので、被増幅光が他のガイド用光ファイバを通して増幅用光ファイバに入力されると、増幅用光ファイバにおいて効率的に被増幅光を増幅でき、その増幅された被増幅光をガイド用光ファイバに出力できることになる。また、ガイド用光ファイバの第１のクラッド領域及び他のガイド用光ファイバの第１’のクラッド領域には、励起光の波長より被増幅光の波長に対してより大きい透過損失を有する元素が添加されているため、被増幅光が、励起光源に影響を与える程高い出力を維持したまま励起光源に到達することはない。その結果、励起光源が壊れたり動作が不安定になることがないので、安定して増幅用光ファイバに励起光を供給することができる。

更に、ガイド用光ファイバ及び他のガイド用光ファイバの被増幅光の波長に対するＭＦＤが上記のような関係を満たしていることによって、被増幅光が励起光源に入射することが更に抑制されるので、増幅用光ファイバに一層安定して励起光を供給できる。

本発明の光学的モジュールによれば、増幅用光ファイバに安定して励起光を供給可能である。そのため、増幅用光ファイバから安定して高出力な光を出力可能である。

以下、図面を参照して、本発明に係る光学的モジュールの実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符合を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光増幅モジュールの構成を概略的に示す構成図である。光増幅モジュール１は、光加工システムにおけるファイバレーザ光源として利用されるものであり、本発明に係る光学的モジュールの一実施形態が適用されている。

光増幅モジュール１は、波長λ_Ａの加工用レーザ光を被増幅光として出力する被増幅光源１０と、励起光を利用して加工用レーザ光を光増幅して出力する増幅用光ファイバ２０と、増幅用光ファイバ２０に加工用レーザ光及び励起光を供給するための光学的モジュール３１とを備えている。被増幅光源１０は例えばレーザダイオード（ＬＤ）である。

図２（ａ）は、増幅用光ファイバの長手方向に略直交する断面図である。図２（ｂ）は、増幅用光ファイバの屈折率分布を示す図である。

増幅用光ファイバ２０は、ＳｉＯ_２を主成分として構成されており、コア領域（第２のコア領域）２０Ａと、コア領域２０Ａの外周に設けられたクラッド領域（第３のクラッド領域）２０Ｂと、そのクラッド領域２０Ｂの外周に設けられたクラッド領域（第４のクラッド領域）２０Ｃとを有するダブルクラッド型の光ファイバである。コア領域２０Ａの直径としては１０μｍが例示され、コア領域２０Ａの外側のクラッド領域２０Ｂの直径としては１００μｍが例示され、クラッド領域２０Ｂの外側のクラッド領域２０Ｃの直径としては１２５μｍが例示される。

増幅用光ファイバ２０のコア領域２０Ａには、励起光が供給されることによって加工用レーザ光を光増幅するＹｂやＥｒ等の希土類元素（以下、「光増幅用元素」と称す）Ｅ１が添加されている。図２（ａ）では、光増幅用元素Ｅ１を模式的に示している。クラッド領域２０Ｂにも加工用レーザ光を増幅するための希土類元素が添加されていてもよいが、その場合には、加工用レーザ光の波長より励起光の波長に対してより大きい透過損失を有するものが好ましい。

図２（ｂ）に示すように、クラッド領域２０Ｂの屈折率は、コア領域２０Ａの屈折率より低く、クラッド領域２０Ｂの外周に設けられたクラッド領域２０Ｃの屈折率は、クラッド領域２０Ｂの屈折率より低くなっている。図２（ｂ）に示したような屈折率分布の形成は、Ｇｅ等の屈折率調整剤を利用すればよい。

増幅用光ファイバ２０は、コア領域２０Ａにおいて加工用レーザ光をシングルモード伝搬させると共に、コア領域２０Ａ及びクラッド領域２０Ｂにおいて励起光をマルチモード伝搬させる。なお、コア領域２０Ａは、加工用レーザ光を伝搬可能であればよく、加工用レーザ光をマルチモード伝搬させてもよい。

図１に示すように、光学的モジュール３１は、波長λ_Ｐのレーザ光を励起光として出力する複数（例えば、図１では６個）の励起光源４０、加工用レーザ光及び励起光を増幅用光ファイバ２０に入力するための光結合手段５０、及び、光結合手段５０と増幅用光ファイバ２０とを接続しているガイド用光ファイバ６０を備えており、励起光源４０とガイド用光ファイバ６０とは、光結合手段５０によって光学的に接続されている。励起光源４０は例えばＬＤである。

光結合手段５０は、加工用レーザ光を伝搬させる光ファイバ５１と、励起光をマルチモード伝搬させる複数の光ファイバ５２とを有する。光ファイバ５１には被増幅光源１０が接続されており、光ファイバ５１は、被増幅光源１０から出力された加工用レーザ光の入力ポートとして機能する。光ファイバ５２には励起光源４０が接続されており、光ファイバ５２は、励起光源４０から出力された励起光の入力ポートとして機能している。

また、光結合手段５０は、光ファイバ５１，５２を伝搬してきた加工用レーザ光及び励起光を合波するための光結合部５３と、光結合部５３を通った加工用レーザ光及び励起光をガイド用光ファイバ６０に入力するための光ファイバ５４とを更に有する。

光ファイバ５４は、ガイド用光ファイバ６０に光学的に接続されており、加工用レーザ光を伝搬させて後述するガイド用光ファイバ６０のコア領域（第１のコア領域）６０Ａに入力し、励起光をマルチモード伝搬させてコア領域６０Ａ及びクラッド領域（第１のクラッド領域）６０Ｂに入力する。光ファイバ５４は、加工用レーザ光を伝搬させると共に、励起光をマルチモード伝搬させて上記のようにガイド用光ファイバ６０に入力できればよいため、例えば、加工用レーザ光を伝搬させるコア領域と、励起光をマルチモード伝搬させる第１のクラッド領域とを有していればよい。なお、光ファイバ５４とガイド用光ファイバ６０とを光学的に接続する場合のように、光ファイバ同士を光学的に接続する場合には、融着接続を利用してもよいし、コネクタ接続等を利用してもよい。

上記光結合手段５０のより具体的な構成としては、図３に示すように、光ファイバ５１と光ファイバ５２とがテーパ延伸されて一体化されたものが例示される（例えば、特許３４１４９号公報参照）。図３に示した光結合手段５０では、光ファイバ５１と光ファイバ５２とが結合しているテーパ部分が光結合部５３となっており、光結合部５３に光ファイバ５４が光学的に接続されている。光結合部５３がテーパ部分から更に一定外径に延伸されており、上述したように増幅用光ファイバ２０に加工用レーザ光及び励起光を入力可能な部分を有する場合には、光ファイバ５４を設けなくてもよい。

図１に示した光学的モジュール３１は、励起光源４０を複数有するとしたが、増幅用光ファイバ２０に供給する励起光のパワーに応じて励起光源４０の数は調整すればよく、励起光源４０が高出力であれば一つでもよい。また、励起光源４０の数と光ファイバ５２の数とを対応させているが、例えば励起光源４０の数に比べて光ファイバ５２の数が多い場合には、使用していない光ファイバ５２の端部は、光が反射したりしないように終端処理をしておけばよい。

ガイド用光ファイバ６０は、図４に示すように、ＳｉＯ_２を主成分として構成されており、コア領域（第１のコア領域）６０Ａと、コア領域６０Ａの外周に設けられたクラッド領域（第１のクラッド領域）６０Ｂと、そのクラッド領域６０Ｂの外周に設けられたクラッド領域（第２のクラッド領域）６０Ｃとを有するダブルクラッド型の光ファイバである。図４は、ガイド用光ファイバの長手方向に略直交する断面図である。

クラッド領域６０Ｂには、励起光の波長λ_Ｐより加工用レーザ光の波長λ_Ａに対してより大きな透過損失を有する希土類元素（以下「光吸収用元素」と称す）Ｅ２が添加されている。図４では、光吸収用元素Ｅ２を模式的に示している。なお、コア領域６０Ａには、増幅用光ファイバ２０の場合と同様に光増幅用元素Ｅ１を添加していてもよい。

ガイド用光ファイバ６０が有するコア領域６０Ａ、クラッド領域６０Ｂ及びクラッド領域６０Ｃの屈折率の大小関係は、増幅用光ファイバ２０の場合と同様であり、ガイド用光ファイバ６０においても、コア領域６０Ａにおいて加工用レーザ光を伝搬させると共に、コア領域６０Ａ及びクラッド領域６０Ｂにおいて励起光をマルチモードで伝搬させる。

次に、光増幅モジュール１の動作について説明する。ここでは、一例として、加工用レーザ光の波長λ_Ａは約１０６０ｎｍとし、励起光の波長λ_Ｐは約９７４ｎｍとする。また、増幅用光ファイバ２０に添加した光増幅用元素Ｅ１は、一例として希土類元素であるＹｂとする。図５は、Ｙｂの吸収・放射特性を示す図である。図５に示すように、Ｙｂは波長約９１５ｎｍ帯の光（９１５ｎｍ±３０ｎｍ）と９７４ｎｍ帯（９７４ｎｍ±１０ｎｍ）の光を多く吸収することがわかり、Ｙｂが添加された増幅媒体ではこの２つの波長帯を用いられることが多い。ここでは、一例として吸収係数の大きい９７４ｎｍ帯の波長を励起ＬＤとして使用したが、９１５ｎｍ帯の波長を励起ＬＤとして利用しても、増幅される波長帯域に差は発生しないので、後述する光学的モジュール３１の作用・効果に変わりはない。上記２波長帯でいずれかでＹｂを励起すると、１０２０〜１０８０ｎｍの増幅帯域を持つことが図５からもわかり、ここでは特に１０６０ｎｍの光を利用した。図５より励起光波長と増幅波長帯域に差があることは明確であり、励起光波長と被増幅光波長によって吸収係数が異なる媒体を挿入する光学的モジュール３１の作用・効果から考えると、加工用レーザ光の波長を１０２０〜１０８０ｎｍの間のいずれかに配置していれば、光学的モジュール３１の作用・効果は同一のものである。

また、ガイド用光ファイバ６０のクラッド領域（第１のクラッド領域）６０Ｂに添加した光吸収用元素Ｅ２は、一例として希土類元素であるＴｍとする。図６はＴｍの吸収特性を示す図である（「Tetsuro Komukai et. al. “Upconversion Pumped Thulium-Doped FlurideFiber Amplifier and Laser Operating at 1.47μｍ,” IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,NOVENBER 1995, VOL.31, NO. 11, pp1880-1889」参照）。図６に示すように、Ｔｍにおいては、波長約９７４ｎｍの光に対する吸収係数は小さく、波長１０６０ｎｍ近傍の光に対する吸収係数が大きい。すなわち、光吸収用元素Ｅ２としてのＴｍは、励起光より加工用レーザ光を主に吸収する性質を有し、結果として、Ｔｍによって加工用レーザ光の方がより大きな透過損失を受けることになる。

上記条件を有する光増幅モジュール１において、各励起光源４０が波長約９７４ｎｍの励起光を出力すると、励起光は各励起光源４０に接続された光ファイバ５２をマルチモードで伝搬した後、光結合部５３及び光ファイバ５４を介してガイド用光ファイバ６０に入力され、ガイド用光ファイバ６０内を増幅用光ファイバ２０に向けて伝搬する。

ガイド用光ファイバ６０のクラッド領域（第１のクラッド領域）６０Ｂには、光吸収用元素Ｅ２としてＴｍが添加されているが、図６に示したように、Ｔｍは波長約９７４ｎｍの光をほとんど吸収しないので、励起光は増幅用光ファイバ２０に確実に入射する。そして、増幅用光ファイバ２０に入射した励起光は、コア領域２０Ａ内に添加された光増幅用元素Ｅ１であるＹｂを励起しながら端部２０ｂに向かって伝搬する。

また、被増幅光源１０が、波長１０６０ｎｍの加工用レーザ光を出力すると、加工用レーザ光は光ファイバ５１内を伝搬して光結合部５３及び光ファイバ５４を介してガイド用光ファイバ６０に入力される。ガイド用光ファイバ６０に入力された加工用レーザ光は、ガイド用光ファイバ６０のコア領域６０Ａ内を伝搬して増幅用光ファイバ２０内に入力された後、増幅用光ファイバ２０のコア領域２０Ａ内を端部２０ｂに向かって伝搬する。

このとき、上記のようにコア領域２０Ａ内に添加された光増幅用元素Ｅ１であるＹｂが励起光によって励起されていると、加工用レーザ光によって誘導放出が生じるので、加工用レーザ光が光増幅される。よって、光増幅された高出力な加工用レーザ光が増幅用光ファイバ２０の端部２０ｂから出力される。

光増幅モジュール１では、光学的モジュール３１がガイド用光ファイバ６０を有しており、光結合手段５０と増幅用光ファイバ２０との間にガイド用光ファイバ６０が設けられていることが重要である。ここで、光学的モジュール３１がガイド用光ファイバ６０を有することの作用・効果について、図７に示した比較用の光学的モジュール１１０を適用した光増幅モジュール１００と対比して説明する。

図７に示した比較用の光増幅モジュール１００が有する光学的モジュール１１０は、励起光源４０と光結合手段１２０とを備えており、光結合手段１２０は、加工用レーザ光及び励起光の入力ポートとしての光ファイバ５１，１２１と、加工用レーザ光及び励起光の合波媒体としての光結合部５３と、光結合手段１２０における出力ポートとしての光ファイバ５４とを含んで構成されている。なお、以下の説明では、光ファイバ１２１の構成は光ファイバ５２の構成と同様であり、励起光をマルチモード伝搬させるいわゆるマルチモードファイバとする。

そして、光増幅モジュール１００は、光学的モジュール１１０が有する光ファイバ５１に被増幅光源１０が光学的に接続され、光ファイバ５４に増幅用光ファイバ２０が光学的に接続されて構成されている。なお、図７では、説明の簡単化のため励起光源４０は１つのみ示している。

光増幅モジュール１００では、被増幅光源１０からの加工用レーザ光及び励起光源４０からの励起光が光結合手段１２０を介して増幅用光ファイバ２０に供給され、加工用レーザ光が増幅用光ファイバ２０で光増幅された後に、端部２０ｂから高出力な加工用レーザ光として出力される。

ところで、増幅用光ファイバ２０の端部２０ｂが他の光ファイバと接続されたときには、その接続部分において、例えばＭＦＤミスマッチや軸ズレなどによる接続損失が生じ、その損失分としての高出力な加工用レーザ光が、増幅用光ファイバ２０のクラッド領域２０Ｂ（図２参照）内に戻り光として入射する場合がある。また、光増幅モジュール１００を前述したように光加工システム等に適用した場合、端部２０ｂから出力された高強度の加工用レーザ光が、光加工システムの他の光学素子（レンズ、ミラー）などによる戻り光としてクラッド領域２０Ｂ内に入射する場合がある。このような場合、励起光の伝搬領域内を励起光源４０に向かって伝搬する加工用レーザ光が存在し得る。

光増幅モジュール１００では、光学的モジュール１１０の光ファイバ５４と、増幅用光ファイバ２０とが光学的に接続されているため、増幅用光ファイバ２０内を励起光と反対方向に伝搬する高出力な加工用レーザ光は、その出力を維持したまま光ファイバ５４内に入力された後、光学的モジュール１１０内を励起光の伝搬方向と反対方向に伝搬することになる。

励起光源４０への高出力な加工用レーザ光の入力を防止するためには、励起光の入力ポートとしての光ファイバ１２１にアイソレータやファイバグレーティング等を設けることが考えられるが、光ファイバ１２１はマルチモードファイバであるため、シングルモードで伝搬する光の伝搬方向の調整に有効なアイソレータ等では、励起光源４０に向かって伝搬する高出力な加工用レーザ光をカットできない場合がある。その結果、高出力な加工用レーザ光が励起光源４０まで到達し、励起光源４０が壊れたり、その動作が不安定になることで、高出力な加工用レーザ光を安定して出力できないおそれがある。

これに対して、上記光増幅モジュール１では、光学的モジュール３１がガイド用光ファイバ６０を有しており、ガイド用光ファイバ６０に増幅用光ファイバ２０が光学的に接続されている。これによって、光結合手段５０と増幅用光ファイバ２０との間に、クラッド領域（第１のクラッド領域）６０Ｂに光吸収用元素Ｅ２が添加されたガイド用光ファイバ６０が配置されている。よって、仮に、前述したように、増幅用光ファイバ２０から光結合手段５０側に向かって加工用レーザ光が伝搬したとしても、その加工用レーザ光は、ガイド用光ファイバ６０を通る際に、光吸収用元素Ｅ２に吸収されること等によって大きな透過損失を受ける。そのため、戻り光としての加工用レーザ光によって励起光源４０が壊れたり、不安定な動作をすることがないので、励起光を増幅用光ファイバ２０に安定して供給可能であり、結果として、光増幅モジュール１において、端部２０ｂから加工用レーザ光を安定して出力することができる。

また、各励起光源４０から出力された励起光を光ファイバ５２を利用してマルチモードで伝搬させているため、シングルモードで励起光を伝搬させる光ファイバを使用する場合よりも、増幅用光ファイバ２０に多くの励起光を供給できる。よって、加工用レーザ光を効率的に増幅できるため、より高出力な加工用レーザ光を出力することが可能である。従って、光増幅モジュール１では、端部２０ｂから安定して高出力な加工用レーザ光を出力できる。

なお、上記のように光吸収用元素Ｅ２は、戻り光としての加工用レーザ光が励起光源４０に達して励起光源４０が壊れたりするのを防止するためのものである。そのため、ガイド用光ファイバ６０に添加される光吸収用元素Ｅ２としては、励起光源４０が壊れたりその動作を不安定にするような影響を与えないように加工用レーザ光の透過を抑制できると共に、励起光を伝搬させることができるものであればよい。

ところで、光増幅モジュール１のように、加工用レーザ光がガイド用光ファイバ６０を通って増幅用光ファイバ２０に入力される場合には、加工用レーザ光が励起光源４０へ戻り光として入射することを更に抑制する観点から、加工用レーザ光の波長λ_Ａにおいて、増幅用光ファイバ２０のＭＦＤはガイド用光ファイバ６０のＭＦＤと同じかそれ以上に大きいことが好ましい。

このような構成により、ガイド用光ファイバ６０と増幅用光ファイバ２０との接続部分での接続損失が小さくなるので、加工用レーザ光が光結合手段５０側に戻ることが抑制される。その結果、励起光源４０へ加工用レーザ光が入射することが更に生じにくいため、一層安定して高出力な加工用レーザ光を生成可能である。なお、同様に、光ファイバ５４とガイド用光ファイバ６０との接続部分での接続損失を低減する観点から、加工用レーザ光の波長λ_Ａにおいて、ガイド用光ファイバ６０のモードフィールド径（ＭＦＤ）は光ファイバ５４のＭＦＤと同じかそれ以上に大きいことが更に好ましい。

上述した増幅用光ファイバ２０及びガイド用光ファイバ６０のＭＦＤの大小関係は、ガイド用光ファイバ６０のコア領域６０Ａに光増幅用元素Ｅ１が添加されている場合に特に有効である。

コア領域６０Ａに光増幅用元素Ｅ１が添加されている場合、ガイド用光ファイバ６０も増幅用光ファイバとして機能する。そのため、増幅用光ファイバ２０及びガイド用光ファイバ６０の接続部分には、光増幅された加工用レーザ光が到達することになる。よって、上記のように、波長λ_Ａに対して増幅用光ファイバ２０のＭＦＤがガイド用光ファイバ６０のＭＦＤと同じかそれ以上であることによって、高出力な加工用レーザ光が励起光源４０に戻ることが抑制され、結果として、安定して高出力な加工用レーザ光を端部２０ｂから出力できる。

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態の光増幅モジュールの構成を概略的に示す構成図である。光増幅モジュール２は、いわゆる後方励起型の光増幅モジュールである。

光増幅モジュール２では、増幅用光ファイバ２０の端部２０ａに被増幅光源１０が接続されており、被増幅光源１０から出力された加工用レーザ光は、増幅用光ファイバ２０を端部２０ａから端部２０ｂに向けて伝搬する。また、増幅用光ファイバ２０の端部２０ｂには光学的モジュール３２が光学的に接続されている。

光学的モジュール３２は、第１の実施形態の光学的モジュール３１と同様に、光結合手段５０の光ファイバ５２に励起光源４０が光学的に接続されており、光ファイバ５４にガイド用光ファイバ６０が光学的に接続されて構成されている。そして、本実施形態では、ガイド用光ファイバ６０が増幅用光ファイバ２０の端部２０ｂに光学的に接続されている。この構成では、光ファイバ５４は、加工用レーザ光に対して入力ポートとして機能すると共に、励起光に対して出力ポートとして機能する。また、光ファイバ５１は出力ポートとして機能する。

光増幅モジュール２の動作について説明する。励起光源４０から出力された励起光は、光結合手段５０を通してガイド用光ファイバ６０内に入力され、ガイド用光ファイバ６０内を伝搬した後、増幅用光ファイバ２０に入力される。そして、増幅用光ファイバ２０に入力された励起光は端部２０ａに向けて伝搬しながら光増幅用元素Ｅ１を励起する。また、被増幅光源１０から出力された加工用レーザ光は、端部２０ａから増幅用光ファイバ２０に入力されて、増幅用光ファイバ２０内を光結合手段５０に向かって伝搬する。

光増幅用元素Ｅ１が励起された状態で、被増幅光源１０から増幅用光ファイバ２０に加工用レーザ光が入力されると、誘導放出が生じて加工用レーザ光が光増幅される。光増幅された加工用レーザ光は光ファイバ５４及び光結合部５３を介して光ファイバ５１に入力された後、光ファイバ５１の端部から出力される。その結果、光ファイバ５１から高出力な加工用レーザ光が出力されることになる。

光増幅モジュール２においても、クラッド領域（第１のクラッド領域）６０Ｂに光吸収用元素Ｅ２が添加されたガイド用光ファイバ６０を光学的モジュール３２が有しており、ガイド用光ファイバ６０を通して増幅用光ファイバ２０に励起光を供給するようになっている。

そのため、仮に増幅用光ファイバ２０及びガイド用光ファイバ６０の接続部分におけるＭＦＤミスマッチや軸ズレなどによってガイド用光ファイバ６０のクラッド領域６０Ｂ内に加工用レーザ光が入射したとしても光吸収用元素Ｅ２によって加工用レーザ光が大きな透過損失を受けることになる。その結果、接続損失等によって生じる損失分としての加工用レーザ光が励起光源４０まで到達することが抑制される。よって、高出力な加工用レーザ光によって励起光源４０が壊れたり不安定になることがないので、安定して高出力な加工用レーザ光を出力することができる。

また、光増幅モジュール２のように、加工用レーザ光が増幅用光ファイバ２０からガイド用光ファイバ６０に入力される場合には、光増幅モジュール１の場合と同様に励起光源４０への加工用レーザ光の入射を抑制する観点から、加工用レーザ光の波長λ_Ａにおいて、増幅用光ファイバ２０のＭＦＤがガイド用光ファイバ６０のＭＦＤと同じかそれより小さいことが好ましい。

これにより、ガイド用光ファイバ６０と増幅用光ファイバ２０との接続部分において、加工用レーザ光に対する接続損失が小さくなる。そのため、戻り光として加工用レーザ光が励起光源４０へ入射することが更に抑制され、結果として、より安定に高出力な加工用レーザ光を生成できる。また、加工用レーザ光の戻り光をより一層抑制する観点から、波長λ_Ａにおいて、光ファイバ５４のＭＦＤはガイド用光ファイバ６０のＭＦＤと同じかそれ以上に大きくなっていることが更に好ましい。

なお、光学的モジュール３２は励起光源４０を複数有するとしたが、第１の実施形態の場合と同様に１つでもよい。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態の光増幅モジュールの構成を概略的に示す構成図である。光増幅モジュール３はいわゆる双方向励起型の光増幅モジュールである。光増幅モジュール３には、本発明に係る光学的モジュールの他の実施形態が適用されている。

光増幅モジュール３は、被増幅光源１０と増幅用光ファイバ２０と光学的モジュール３３とを備えている。以下の説明では、増幅用光ファイバ２０の端部２０ａから端部２０ｂに向かう方向を順方向と称し、端部２０ｂから端部２０ａに向かう方向を逆方向と称す。

光学的モジュール３３は、増幅用光ファイバ２０の端部２０ａ側に配置されており増幅用光ファイバ２０に励起光を順方向に供給する順方向光供給部３３Ａと、増幅用光ファイバ２０の端部２０ｂ側に配置されており増幅用光ファイバ２０に励起光を逆方向に供給する逆方向光供給部３３Ｂとを有する。

逆方向光供給部３３Ｂの構成は、第２の実施形態の光学的モジュール３２の構成と同様である。すなわち、逆方向光供給部３３Ｂは、励起光源４０と光結合手段５０とガイド用光ファイバ６０とを有しており、光結合手段５０に励起光源４０及びガイド用光ファイバ６０が光学的に接続されて構成されている。そして、逆方向光供給部３３Ｂは、ガイド用光ファイバ６０が増幅用光ファイバ２０の端部２０ｂに光学的に接続されることによって、増幅用光ファイバ２０に光学的に接続されている。

順方向光供給部３３Ａは、逆方向光供給部３３Ｂが有する励起光源４０、光結合手段５０及びガイド用光ファイバ６０に対して、他の励起光源７０、他の光結合手段８０及び他のガイド用光ファイバ９０を備えている。

ガイド用光ファイバ９０の構成は、図４に示した断面構成を有するガイド用光ファイバ６０の構成と同様である。すなわち、ガイド用光ファイバ９０は、コア領域（第１’のコア領域）６０Ａと、そのコア領域６０Ａの外周に設けられコア領域６０Ａより屈折率の小さいクラッド領域（第１’のクラッド領域）６０Ｂと、クラッド領域６０Ｂの外周に設けられクラッド領域６０Ｂより屈折率の小さいクラッド領域（第２’のクラッド領域）６０Ｃとを有する。また、ガイド用光ファイバ９０が有するクラッド領域６０Ｂには、ガイド用光ファイバ６０と同様に、光吸収用元素Ｅ２が添加されている。そして、ガイド用光ファイバ９０では、コア領域６０Ａにおいて加工用レーザ光を伝搬させ、コア領域６０Ａ及びクラッド領域６０Ｂにおいて励起光をマルチモード伝搬させる。

また、励起光源７０及び光結合手段８０の構成は、励起光源４０、光結合手段５０及びガイド用光ファイバ６０の構成と同様である。そして、光結合手段８０が有する光ファイバ８１，８２、光結合部８３及び光ファイバ８４は、光結合手段５０が有する光ファイバ５１，５２、光結合部５３及び光ファイバ５４に対応しており、光ファイバ８１，８２，８４及び光結合部８３の構成は光ファイバ５１，５２，５４及び光結合部５３の構成と同様である。なお、励起光源７０から出力される励起光（他の励起光）の波長は、光増幅用元素Ｅ１を励起可能な範囲であれば、励起光源４０から出力される励起光の波長λ_Ｐと異なっていてもよい。

図９に示すように、光ファイバ８１には被増幅光源１０が光学的に接続されており、光ファイバ８１は、被増幅光源１０から出力された加工用レーザ光の入力ポートとして機能している。また、光ファイバ８２は、励起光源７０に光学的に接続されており、励起光源７０から出力された励起光の入力ポートとして機能している。そして、光ファイバ８４はガイド用光ファイバ６０に光学的に接続されており、光ファイバ８１，８２を通して入力された加工用レーザ光及び励起光をガイド用光ファイバ６０に出力するための出力ポートとして機能している。

具体的には、光ファイバ８４は、加工用レーザ光を伝搬させてガイド用光ファイバ６０のコア領域６０Ａに入力し、励起光をマルチモード伝搬させてコア領域６０Ａ及びクラッド領域６０Ｂに入力する。

また、光増幅モジュール３では、加工用レーザ光の波長λ_Ａにおいて、ガイド用光ファイバ９０のＭＦＤは光ファイバ８４のＭＦＤと同じかそれ以上に大きく、増幅用光ファイバ２０のＭＦＤはガイド用光ファイバ９０のＭＦＤと同じかそれ以上に大きくなっている。更に、加工用レーザ光の波長λ_Ａにおいて、ガイド用光ファイバ６０のＭＦＤは増幅用光ファイバ２０のＭＦＤと同じかそれ以上に大きく、光ファイバ５４のＭＦＤはガイド用光ファイバ６０のＭＦＤと同じかそれ以上に大きくなっている。

光増幅モジュール３の動作について説明する。光増幅モジュール３では、逆方向光供給部３３Ｂが有する励起光源４０からの励起光は、光結合手段５０及び光ファイバ５４を通して端部２０ｂから増幅用光ファイバ２０に入力され、増幅用光ファイバ２０内を逆方向に伝搬して光増幅用元素Ｅ１を励起する。また、順方向光供給部３３Ａが有する励起光源７０からの他の励起光は、光結合手段８０及びガイド用光ファイバ９０を通して端部２０ａから増幅用光ファイバ２０に入力され、増幅用光ファイバ２０内を順方向に伝搬して光増幅用元素Ｅ１を励起する。

このように光増幅用元素Ｅ１が励起されたときに、被増幅光源１０から出力された加工用レーザ光が、順方向光供給部３３Ａの光ファイバ８１、光結合部８３及び光ファイバ８４を通って増幅用光ファイバ２０に入力されると光増幅される。そして、光増幅された加工用レーザ光は、第２の実施形態の場合と同様にして、端部２０ｂに光学的に接続された逆方向光供給部３３Ｂのガイド用光ファイバ６０に入力される。そして、ガイド用光ファイバ６０内に入力された加工用レーザ光は、光結合部５３を通って、本実施形態において出力ポートとして機能する光ファイバ５１に入力され、光ファイバ５１内を伝搬した後に端部から出力される。

この場合も、各励起光源４０，７０から出力された各励起光は、光吸収用元素Ｅ２が添加されたガイド用光ファイバ６０，９０を通って増幅用光ファイバ２０に入力される。そのため、高出力な加工用レーザ光が、順方向及び逆方向に伝搬する各励起光に対して反対方向に伝搬したとしても、第１及び第２の実施形態の光増幅モジュール１，２の場合と同様に、高出力な加工用レーザ光が励起光源４０，７０に入射することがない。また、加工用レーザ光の波長において、光ファイバ８４、ガイド用光ファイバ９０、増幅用光ファイバ２０、ガイド用光ファイバ６０及び光ファイバ５４のＭＦＤは、同じか又は加工用レーザ光が入射される側のＭＦＤの方が大きくなっているため、隣接する光ファイバの接続部（例えば、ガイド用光ファイバ９０と増幅用光ファイバ２０との接続部等）での接続損失が低減される。その結果、安定して増幅用光ファイバ２０に励起光を供給できるので、高出力な加工用レーザ光を安定して生成することが可能である。

なお、本実施形態においても、光学的モジュール３３は励起光源４０，７０を複数有するとしたが、順方向光供給部３３Ａが有する励起光源７０及び逆方向光供給部３３Ｂが有する励起光源４０の数は、第１及び第２の実施形態の光学的モジュール３１，３２の場合と同様に一つでもよい。

また、光増幅モジュール３では、加工用レーザ光の波長λ_Ａにおいて、ガイド用光ファイバ９０と光ファイバ８４のＭＦＤの大小関係、及び、光ファイバ５４とガイド用光ファイバ６０のＭＦＤの大小関係についても同じか又は加工用レーザ光が入射される側のＭＦＤが大きいとしているが、少なくとも波長λ_Ａに対するガイド用光ファイバ６０のＭＦＤが、波長λ_Ａに対するガイド用光ファイバ９０のＭＦＤと同じかそれ以上に大きければよい。なお、本実施形態では、順方向光供給部３３Ａは励起光源７０を備えるとしたが、光学的モジュール３が少なくとも励起光源４０を有していればよい。

以上、本発明の光学的モジュールの実施形態について説明したが、本発明に係る光学的モジュール及びそれを適用した光増幅モジュールは、第１〜第３の実施形態を利用して説明したものに限定されない。

また、光増幅モジュール１〜３では、被増幅光源１０を設けるとしているが、被増幅光源１０は必ずしも設けなくてもよい。例えば、図１の光増幅モジュール１において、被増幅光源１０が接続されている側の光ファイバ５１の端部と、増幅用光ファイバ２０の出力側の端部２０ｂとによって共振器構造を形成することも可能である。この場合、光増幅モジュール１でレーザ発振させることにより、高強度な波長λ_Ａの光を光増幅モジュール１から出力することができる。

また、図３に光結合手段５０の一例を示したが、光結合手段５０は図３に示したものに限定されない。光結合手段５０は、ガイド用光ファイバ６０を通して増幅用光ファイバ２０に励起光を入力できると共に、ガイド用光ファイバ６０を通して被増幅光を増幅用光ファイバ２０に入力（又は増幅用光ファイバ２０において光増幅された被増幅光を出力）できる光カプラであればよい。また、光結合手段５０は、光ファイバ５４を有するとしたが、光ファイバ５４を設けずに光結合部５３とガイド用光ファイバ６０とを直接接続してもよい。

更に、これまでの説明では、光増幅モジュール１〜３は、光加工システムに用いられるファイバレーザ光源とし、被増幅光源１０からはレーザ加工用のレーザ光が出力されるとしたが、これに限定されず、光通信システムなどにおいて、光通信用の信号光を出力するものとすることも可能である。

本発明に係る光学的モジュールの一実施形態を適用した光増幅モジュールの実施形態の構成を概略的に示す構成図である。（ａ）は、図１に示した増幅用光ファイバの長手方向に直交する断面図である。（ｂ）は、増幅用光ファイバの径方向における屈折率分布を示す図である。図１に示したガイド用光ファイバの長手方向に直交する断面図である。図１に示した光結合手段の斜視図である。Ｙｂの吸収・放出特性を示す図である。Ｔｍの吸収特性を示す図である。比較用の光増幅モジュールの構成を概略的に示す構成図である。光増幅モジュールの他の実施形態の構成を概略的に示す構成図である。光増幅モジュールの更に他の実施形態の構成を概略的に示す構成図である。

符号の説明

１，２，３…光増幅モジュール、２０…増幅用光ファイバ、２０Ａ…コア領域（第２のコア領域）、２０Ｂ…クラッド領域（第３のクラッド領域）、２０Ｃ…クラッド領域（第４のクラッド領域）、３１，３２，３３…光学的モジュール、４０…励起光源、５０…光結合手段、６０…ガイド用光ファイバ、６０Ａ…コア領域（第１のコア領域、第１’のコア領域）、６０Ｂ…クラッド領域（第１のクラッド領域、第１’のクラッド領域）、６０Ｃ…クラッド領域（第２のクラッド領域、第２’のクラッド領域）、７０…励起光源（他の励起光源）、８０…光結合手段（他の光結合手段）、９０…ガイド用光ファイバ（他のガイド用光ファイバ）、Ｅ２…光吸収用元素（励起光より被増幅光に対して大きい透過損失を有する元素）。

Claims

励起光源と光結合手段とガイド用光ファイバとを備え、増幅用光ファイバに励起光と被増幅光を供給し、被増幅光を増幅するための光学的モジュールであって、
前記光結合手段は、前記励起光源と前記ガイド用光ファイバとを光学的に接続し、前記励起光源からの励起光を前記ガイド用光ファイバへ出力し、
前記ガイド用光ファイバは、
第１のコア領域と、前記第１のコア領域の外周に設けられており前記第１のコア領域の屈折率より低い屈折率を有する第１のクラッド領域と、前記第１のクラッド領域の外周に設けられており前記第１のクラッド領域の屈折率より低い屈折率を有する第２のクラッド領域とを有し、
前記第１のコア領域において前記被増幅光を伝搬させるとともに、前記第１のコア領域及び前記第１のクラッド領域において前記光結合手段からの励起光をマルチモード伝搬させ、
前記第１のクラッド領域には、前記励起光の波長より前記被増幅光の波長に対してより大きい透過損失を有する元素が添加されている
ことを特徴とする光学的モジュール。
前記元素は、希土類元素であることを特徴とする請求項１に記載の光学的モジュール。
前記増幅用光ファイバは、第２のコア領域と、前記第２のコア領域の外周に設けられており前記第２のコア領域の屈折率より低い屈折率を有する第３のクラッド領域と、前記第３のクラッド領域の外周に設けられており前記第３のクラッド領域の屈折率より低い屈折率を有する第４のクラッド領域とを有し、前記第２のコア領域において前記被増幅光を伝搬させると共に、前記第２のコア領域及び前記第３のクラッド領域において前記ガイド用光ファイバからの励起光を伝搬させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光学的モジュール。
前記ガイド用光ファイバから出力した被増幅光を前記増幅用光ファイバに入力する場合は、前記被増幅光の波長において、前記増幅用光ファイバのモードフィールド径が、前記ガイド用光ファイバのモードフィールド径と同じかそれ以上に大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光学的モジュール。
前記増幅用光ファイバから出力した被増幅光を前記ガイド用光ファイバに入力する場合は、前記被増幅光の波長において、前記増幅用光ファイバのモードフィールド径が、前記ガイド用光ファイバのモードフィールド径と同じかそれより小さいことを特徴とする請求項３記載の光学的モジュール。
前記増幅用光ファイバから出力した被増幅光を前記ガイド用光ファイバに入力する場合は、
前記光結合手段と異なる他の光結合手段と前記ガイド用光ファイバと異なる他のガイド用光ファイバとを有し、
前記ガイド用光ファイバと前記他のガイド用光ファイバは、前記増幅用光ファイバの両側に別々に配置され、前記増幅用光ファイバに光学的に接続されており、
前記他の光結合手段には、前記被増幅光と、前記励起光とは別な他の励起光が入力され、前記他の光結合手段は、入力された前記被増幅光と前記他の励起光を前記他のガイド用光ファイバに出力し、
前記他のガイド用光ファイバは、入力された前記被増幅光と前記他の励起光を前記増幅用光ファイバの前記ガイド用光ファイバに入力し、
前記他のガイド用光ファイバは、
第１’のコア領域と、前記第１’のコア領域の外周に設けられており前記第１’のコア領域の屈折率より低い屈折率を有する第１’のクラッド領域と、前記第１’のクラッド領域の外周に設けられており前記第１’のクラッド領域の屈折率より低い屈折率を有する第２’のクラッド領域とを有し、
前記第１’のコア領域において前記被増幅光を伝搬させるとともに、前記第１’のコア領域及び前記第１’のクラッド領域において前記他の光結合手段からの他の励起光をマルチモード伝搬させ、
前記第１’のクラッド領域には、前記他の励起光の波長より前記被増幅光の波長に対してより大きい透過損失を有する元素が添加されており、
前記被増幅光の波長において、前記ガイド用光ファイバのモードフィールド径が、前記他のガイド用光ファイバのモードフィールド径と同じかそれ以上に大きい
ことを特徴とする請求項３記載の光学的モジュール。