JP2010056265A - Laser light source, two-dimensional image display device using laser light source, liquid crystal display, and medical laser light source device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: although air serves as a clad at a connection part where a coating is absent between a rare-earth added double-clad fiber and a general single-mode fiber to confine remaining pumping light, pump light leaks in a part having a coating and then the fibers partially generate heat with the energy thereof to deteriorate to be broken. <P>SOLUTION: A remaining pumping light absorbing, diverging, and reflecting mechanism is provided at the connection part between the double-clad fiber and single-mode fiber to prevent fiber deterioration due to the remaining pumping light which is a problem of a fiber laser light source for linear polarized light and to achieve single polarization in a simple method. Consequently, reliability is improved and there is no limitation to pumping high output, thereby increasing oscillation optical output. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発振波長が1040nm〜1070nmのファイバレーザ光源に関する。   The present invention relates to a fiber laser light source having an oscillation wavelength of 1040 nm to 1070 nm.

近年、効率が高く、優れたビーム品質を持ち、なおかつ空冷が可能で構造が単純という特徴を持つファイバレーザ光源が、従来使用されてきた固体レーザ光源に変わる近赤外レーザ光源として注目されている。図1に典型的なファイバレーザ光源の構成模式図を示している。励起用(ポンプ用)LD101から出射されるレーザ光をレーザ媒質であるYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103に入射し、反射ミラーであるファイバグレーティング102・104とで構成されたレーザ共振器内で共振させることによりレーザ光が発振する。図の単一偏光化機構(ポラライザ)105は発振したレーザ光の偏光方向を単一にするために挿入されている。このファイバレーザは、ビーム品質が良く、なおかつ発振波長スペクトルを出口側のファイバグレーティングにおける反射スペクトルの線幅で規定することが可能であるため、ファイバレーザを基本波光源とし、非線形光学結晶もちいた高調波発生(波長変換光源と呼ぶ)に非常に適している。図1の108に示したSHGモジュールは第2高調波発生を行うための機構で、この機構を用いることで、最終的に2倍高調波107が出射される。なおかつ、従来の固体レーザでは、レーザの発振波長は用いるレーザ結晶により規定されていたが、このファイバレーザにおいては、発振波長も一組のファイバグレーティングによって規定されるため、波長により利得は異なるものの発振波長を任意に変化することができると言う特徴を持っている。   In recent years, fiber laser light sources with high efficiency, excellent beam quality, air cooling, and simple structure have attracted attention as near-infrared laser light sources that replace conventional solid-state laser light sources. . FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a typical fiber laser light source. Laser light emitted from the pumping (pump) LD 101 is incident on a Yb-doped double-clad polarization maintaining fiber 103 that is a laser medium, and in a laser resonator that is composed of fiber gratings 102 and 104 that are reflection mirrors. Laser light oscillates by resonating. The single polarization mechanism (polarizer) 105 shown in the figure is inserted in order to make the polarization direction of the oscillated laser light unitary. Since this fiber laser has good beam quality and the oscillation wavelength spectrum can be defined by the line width of the reflection spectrum at the exit side fiber grating, the fiber laser is used as a fundamental light source and a harmonic optical crystal is used. Very suitable for wave generation (called wavelength conversion light source). The SHG module 108 shown in FIG. 1 is a mechanism for generating the second harmonic. By using this mechanism, the second harmonic 107 is finally emitted. In addition, in the conventional solid-state laser, the oscillation wavelength of the laser is defined by the laser crystal to be used. However, in this fiber laser, the oscillation wavelength is also defined by a set of fiber gratings. It has the feature that the wavelength can be changed arbitrarily.

一方、このようなレーザ光の高調波を光源(波長変換光源)としたアプリケーションとして、レーザディスプレイが注目されている(例えば、非特許文献1参照)。これまでに使用していた白色ランプと比較して、不要な赤外線、紫外線の発生が低く抑えられるため、消費電力を低く抑えることができる上、レーザを用いることで光を効率集光することが可能となり光の利用効率を向上させることができる。また、発光ダイオードを用いた場合と比較して、レーザは単色光であり、色純度が高いため、ディスプレイ装置の色再現性を向上させることができる。特に緑色光の波長を520〜535nmにすることによりより深い緑色を表現することが可能となる。図2に色度図上の青色光の波長が460nm、赤色光の波長が635nmの場合における、使用する緑色光の波長別に色再現範囲を示している。このような波長は、固体レーザを用いた場合Nd:YAGやNd:YVO等を用いた場合の532nmかNd:YLFを用いた場合の527nmの2波長しか発生できなかった、特にYLFはフッ化物結晶で製造が困難であるため、蛍光スペクトルがブロードで自由に発振波長を選択できるファイバレーザが有望となっていた(例えば、非特許文献2参照)。 On the other hand, a laser display attracts attention as an application using such harmonics of laser light as a light source (wavelength conversion light source) (for example, see Non-Patent Document 1). Compared with the white lamps used so far, the generation of unnecessary infrared rays and ultraviolet rays can be kept low, so that power consumption can be kept low and light can be efficiently collected by using a laser. It becomes possible, and the utilization efficiency of light can be improved. Further, since the laser is monochromatic light and has high color purity as compared with the case where a light emitting diode is used, the color reproducibility of the display device can be improved. In particular, a deeper green color can be expressed by setting the wavelength of green light to 520 to 535 nm. FIG. 2 shows a color reproduction range for each wavelength of green light to be used when the wavelength of blue light on the chromaticity diagram is 460 nm and the wavelength of red light is 635 nm. Such a wavelength can only be generated at two wavelengths of 532 nm when Nd: YAG or Nd: YVO 4 is used when a solid-state laser is used, or 527 nm when Nd: YLF is used. Since it is difficult to manufacture with a compound crystal, a fiber laser that has a broad fluorescence spectrum and can freely select an oscillation wavelength has been promising (see, for example, Non-Patent Document 2).

一方、ファイバレーザあるいはファイバアンプにおいては、励起光と発振光が同一ファイバ上を伝搬するため特許文献1に示したように、発振した光の一部が不用意な戻り光となって、励起光源に損傷を与えることがあり、レンズ系とミラーを用いて発振光を取り除く回避方法等が検討されてきた。
特許第3012034号公報 Japanese Journal of Applied Physics Vol. 43、 No. 8B、 2004、 pp. 5904−5906 Rare−earth−doped Fiber lasers and amplifiers、 (Marcel Dekker、 Inc. 2001年) 145ページ figure10.
On the other hand, in the fiber laser or the fiber amplifier, since the pumping light and the oscillation light propagate on the same fiber, as shown in Patent Document 1, a part of the oscillated light becomes inadvertent return light, and the pumping light source As a result, methods of avoiding oscillation light using a lens system and a mirror have been studied.
Japanese Patent No. 3012034 Japan Journal of Applied Physics Vol. 43, no. 8B, 2004, pp. 5904-5906 Rare-earth-doped Fiber lasers and amplifiers, (Marcel Dekker, Inc. 2001) page 145 figure10.

レーザディスプレイの緑色光源としては、色再現範囲の点で波長が530nmから520nmの範囲であることが望ましいが、ファイバレーザを基本波光源として使用した波長変換光源を使用する場合、前述の波長範囲における基本波である1075nm以下の光では、レーザ媒質である希土類添加ファイバに吸収が存在し、レーザ共振器の(発振)動作が不安定となるため相互作用長であるファイバ長を長くすることができない。この現象は、波長変換光源の場合必須である直線偏光を得るために使用するPANDAファイバ等の偏波保持ファイバで顕著となる。   As a green light source of the laser display, it is desirable that the wavelength is in the range of 530 nm to 520 nm in terms of the color reproduction range, but when using a wavelength conversion light source using a fiber laser as a fundamental wave light source, With light of 1075 nm or less, which is the fundamental wave, absorption exists in the rare-earth doped fiber that is the laser medium, and the (oscillation) operation of the laser resonator becomes unstable, so the fiber length that is the interaction length cannot be increased. . This phenomenon becomes prominent in a polarization maintaining fiber such as a PANDA fiber used to obtain linearly polarized light that is essential in the case of a wavelength conversion light source.

一方、レーザ光の出力を増加させるには励起光を増加させる必要があるが、励起光の波長によってはレーザ媒質である希土類添加ファイバで吸収されなかった励起光が原因となり、ファイバが劣化・破断するという問題があった。図4を用いて劣化のメカニズムを示す。図4に希土類添加ダブルクラッドファイバと一般的なシングルモードファイバとの接続部110を示している。ダブルクラッドファイバではアウタークラッド402に残存励起光408が閉じこめられた状態でインナークラッド部分403を光が伝搬する構造となっている。一方、シングルモードファイバと接続した後では、被覆407がない部分において、空気がクラッドとなり残存励起光408が閉じこめられるが、被覆を有する部分でポンプ光がしみ出し、そのエネルギーによってファイバが部分的に発熱(たとえば発熱部409)し、劣化・破断する。   On the other hand, in order to increase the output of laser light, it is necessary to increase the excitation light. However, depending on the wavelength of the excitation light, the fiber deteriorates or breaks due to the excitation light that is not absorbed by the rare earth doped fiber that is the laser medium. There was a problem to do. The mechanism of deterioration is shown using FIG. FIG. 4 shows a connection 110 between a rare earth-doped double clad fiber and a general single mode fiber. The double clad fiber has a structure in which light propagates through the inner clad portion 403 with the residual excitation light 408 confined in the outer clad 402. On the other hand, after connection with the single mode fiber, air becomes a clad in the portion where the coating 407 is not provided, and the residual pumping light 408 is confined. However, the pump light oozes out in the portion having the coating, and the energy is partially reflected by the energy. It generates heat (for example, the heat generating portion 409), and deteriorates or breaks.

このような現象を解決する方法の一例として図5に希土類としてYbを1000ppm程度添加したファイバの吸収スペクトルを示し、説明する。励起光としては915nm近辺のレーザダイオード(LD)あるいは976nm付近のレーザダイオードを使用することができる。このとき、このファイバの915nm光の吸収量は0.6dB/m程度であるのに対し、976nm光の吸収量は約1.8dB/mと3倍ほど大きいため、976nm光を使用することでファイバの劣化は解決できると考えられるが、吸収ピークの形状は976nm近辺で急峻であるのに対し、915nm近辺でブロードであるため、励起光LDの温度変化等で発生する励起光の波長変動に対しては、915nm帯(900−950nm)を用いた方がより安定であり、LDの冷却機構を簡素化することができる。そのため装置コスト・消費電力を低減させることができる。以上のように、ファイバレーザ装置の温度安定性と、ファイバレーザで直線偏光かつ6W以上の1100nm以下の光を得る事とを両立させることは従来困難であった。   As an example of a method for solving such a phenomenon, FIG. 5 shows an absorption spectrum of a fiber doped with about 1000 ppm of Yb as a rare earth and will be described. As the excitation light, a laser diode (LD) near 915 nm or a laser diode near 976 nm can be used. At this time, the absorption amount of 915 nm light of this fiber is about 0.6 dB / m, whereas the absorption amount of 976 nm light is about 1.8 dB / m, which is about three times larger. Although it is considered that the degradation of the fiber can be solved, since the shape of the absorption peak is steep near 976 nm, it is broad near 915 nm, so that the wavelength variation of the excitation light caused by the temperature change of the excitation light LD is caused. On the other hand, it is more stable to use the 915 nm band (900 to 950 nm), and the LD cooling mechanism can be simplified. Therefore, apparatus cost and power consumption can be reduced. As described above, it has heretofore been difficult to achieve both temperature stability of the fiber laser device and linearly polarized light of 6 W or more and 1100 nm or less with the fiber laser.

また別の課題として、ファイバレーザ光源を基本波とした波長変換レーザ光源では、ファイバレーザから出射される基本波が単一偏光となっている必要がある。このとき単一偏光化には、偏光子(ポラライザ)という部品が必要となるが、コストが高い上、レーザ光の透過損失が増加し、ファイバレーザ共振器の効率(励起光から発振光への変換効率)が低下するという問題も存在していた。   As another problem, in a wavelength conversion laser light source using a fiber laser light source as a fundamental wave, the fundamental wave emitted from the fiber laser needs to be a single polarization. In this case, a component called a polarizer is required for single polarization, but the cost is high and the transmission loss of the laser light increases, and the efficiency of the fiber laser resonator (from pumping light to oscillation light) There was also a problem that the conversion efficiency was reduced.

上記課題を解決するため、本発明のレーザ光源装置は、レーザ活性物質としての希土類添加ダブルクラッドファイバと、ダブルクラッド希土類添加ファイバを励起する励起用半導体レーザと、ダブルクラッド希土類添加ファイバの両端に配置されたレーザ発振波長を決定する広帯域・狭帯域で構成される一組のファイバグレーティングと残存励起光処理機構と偏光方向を直線方向にする偏光単一化機構と希土類ファイバより発生したレーザ光の波長を変換する波長変換モジュールとで構成されているレーザ光源装置において、偏光単一化機構がファイバの接続方法により実現されており、単一偏光を実現するために接続されたファイバの一方を伝搬した残存励起光が他方のファイバに伝搬する量を前記残存励起光処理機構により低減していることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, a laser light source device of the present invention is arranged at both ends of a rare earth doped double clad fiber as a laser active material, an excitation semiconductor laser for exciting the double clad rare earth doped fiber, and the double clad rare earth doped fiber. A set of fiber gratings composed of a wide band and a narrow band to determine the laser oscillation wavelength, the residual excitation light processing mechanism, the polarization unification mechanism that makes the polarization direction linear, and the wavelength of the laser light generated from the rare earth fiber In the laser light source device composed of the wavelength conversion module for converting the light, the polarization unifying mechanism is realized by the fiber connection method, and propagates through one of the connected fibers to realize the single polarization. The amount of residual excitation light propagating to the other fiber is reduced by the residual excitation light processing mechanism. It is characterized by a door.

高出力光発生時問題となっていた、ファイバの劣化・破断を防止することが可能となり、かつ偏光子を用いることなく、安定した直線偏光でかつ高出力のレーザ光を発生できるファイバレーザを実現することができる。   A fiber laser that can prevent degradation and breakage of the fiber, which was a problem when generating high-power light, and can generate high-power laser light with stable linear polarization without using a polarizer. can do.

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
実施の形態1においては、単一偏光化機構がファイバの融着方法によって実現されており、残存励起光発散・吸収機構により、残存励起光が当該融着部に達する前に処理されるようファイバレーザを構成した形態を示す。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, the single polarization mechanism is realized by the fiber fusion method, and the residual excitation light divergence / absorption mechanism allows the residual excitation light to be processed before reaching the fusion portion. The form which comprised the laser is shown.

本実施の形態における実施例の一つについて図8に示している。ポンプ用LD101でコア部分に希土類としてYbをドープしたダブルクラッド偏波保持ファイバ103(本実施例の場合、ファイバ長10m)を励起し一組のファイバグレーティング102・104で構成された共振器内でレーザ光を発振させる。本実施例の場合ポンプ用LDとして、発振波長915nmのシングルエミッターレーザダイオード(最大出力10W)を使用している。ファイバグレーティング102はダブルクラッド偏波保持ファイバのコア部分にゲルマニウムが添加されており、紫外光に対する感度を向上させ、グレーティングを形成させた偏波保持ファイバに形成されており、中心波長1064.0nm、反射スペクトル半値幅1nm、反射率98%という特性を持っている。また、ファイバグレーティング104は一般的なシングルモード偏波保持ファイバ(コア径6um、クラッド外形125um)のコア部分に同じくゲルマニウムが添加されたものに形成しており、中心波長は1064.1nmで反射スペクトル半値幅は0.09nm、反射率10%のものを使用している。ファイバグレーティング104の反射率を大きくすることで、Yb添加ダブルクラッド偏波保持ファイバの長さを長くすることは可能であるが、特性の改善には限界があり、有効な対策とは言えない。また波長変換用途では狭帯域化が重要だが、反射率を大きくすることでファイバグレーティング104の狭帯域化が困難になるという問題がある。単一偏光化機構(ポラライザ)105においては、発振させる光の偏光を単一偏光(直線偏光)にするために使用している。その後、発振した1064nm付近の光を伝搬させる光偏波保持ファイバにより、SHGモジュールに導入し、第2高調波発生により532nmの光を発生させる。Ybドープクラッドポンプファイバと単一偏光化機構(ポラライザ)105との間にYb添加ダブルクラッド偏波保持ファイバと一般的なシングルモード偏波保持ファイバとの接続部分110が存在し、ファイバ劣化の要因となるため、ポンプ光発散・吸収機構801を設けることでファイバの過熱を防止できる。   One example of this embodiment is shown in FIG. In a resonator constituted by a pair of fiber gratings 102 and 104 by exciting a double clad polarization-maintaining fiber 103 (in this embodiment, a fiber length of 10 m) doped with rare earth Yb as a rare earth in the pump LD 101. Laser light is oscillated. In this embodiment, a single emitter laser diode (maximum output 10 W) having an oscillation wavelength of 915 nm is used as the pump LD. In the fiber grating 102, germanium is added to the core portion of the double clad polarization maintaining fiber, the sensitivity to ultraviolet light is improved, and the polarization maintaining fiber formed with a grating has a center wavelength of 1064.0 nm, The reflection spectrum has a half-value width of 1 nm and a reflectance of 98%. In addition, the fiber grating 104 is formed by adding germanium to the core portion of a general single mode polarization maintaining fiber (core diameter: 6 μm, clad shape: 125 μm), with a center wavelength of 1064.1 nm and a reflection spectrum. A half width of 0.09 nm and a reflectance of 10% are used. Although it is possible to increase the length of the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber by increasing the reflectance of the fiber grating 104, there is a limit to the improvement of the characteristics, which is not an effective measure. Further, narrowing the band is important for wavelength conversion, but there is a problem that it is difficult to narrow the band of the fiber grating 104 by increasing the reflectance. The single polarization mechanism (polarizer) 105 is used to change the polarization of light to be oscillated into a single polarization (linear polarization). Thereafter, the light is introduced into the SHG module by an optical polarization maintaining fiber that propagates the oscillated light at around 1064 nm, and 532 nm light is generated by the second harmonic generation. A connecting portion 110 between the Yb-doped double-clad polarization maintaining fiber and a general single-mode polarization maintaining fiber exists between the Yb-doped cladding pump fiber and the single polarization mechanism (polarizer) 105, and causes deterioration of the fiber. Therefore, by providing the pump light divergence / absorption mechanism 801, overheating of the fiber can be prevented.

ファイバの接続状態(ファイバを軸方向に90°回転させて接続・融着する)ことで単一偏光化機構105の役目をさせる方法について以下に説明する。   A method for causing the single polarization mechanism 105 to function by connecting the fibers (by connecting and fusing the fibers by 90 ° rotation in the axial direction) will be described below.

偏波保持光ファイバに希土類元素を添加した希土類ドープクラッドポンプファイバの両端に、ファイバグレーティングを形成した偏波保持光ファイバを接続し、前記両端の偏波保持光ファイバのうちの一端の偏波保持光ファイバが形成する2つの反射波長のいずれか一つと他端の偏波保持光ファイバが形成する2つの反射波長のいずれか一つとを一致させることで、一致した反射波長の単一偏波レーザ光を発振させることが可能となる。つまりファイバの融着部分を単一偏光化機構として機能させることで、部材として偏光子がない構成であっても、単一偏光のファイバレーザ光源を実現することができるというものである。   A polarization-maintaining optical fiber having a fiber grating is connected to both ends of a rare-earth-doped clad pump fiber in which a rare-earth element is added to a polarization-maintaining optical fiber, and one end of the polarization-maintaining optical fiber at both ends is maintained. A single-polarized laser having a matching reflection wavelength by matching one of the two reflection wavelengths formed by the optical fiber with one of the two reflection wavelengths formed by the polarization maintaining optical fiber at the other end Light can be oscillated. In other words, by causing the fused portion of the fiber to function as a single polarization mechanism, a single-polarized fiber laser light source can be realized even with a configuration without a polarizer as a member.

一方で、単一偏光化する方法として、ファイバの接続状態(ファイバを軸方向に90°回転させて接続・融着する)ことで単一偏光化機構(ポラライザ)105の代用とすることができるが、その際、この融着接続部にポンプ光発散・吸収機構を設けることで、発振した1064nm光の偏光方向が揺らぐという課題があることを新たに観測した。本発明ではその対策方法に関する提案を行っている。   On the other hand, as a method of single polarization, the single polarization mechanism (polarizer) 105 can be substituted by connecting the fibers (by connecting and fusing the fibers by 90 ° rotation in the axial direction). However, at that time, it was newly observed that there is a problem that the polarization direction of the oscillated 1064 nm light fluctuates by providing a pump light divergence / absorption mechanism in the fusion splicing portion. The present invention proposes a countermeasure method.

単一偏光となる仕組みについて以下に述べる。ダブルクラッド偏波保持ファイバ111、シングルモード偏波保持112は、互いに直交する2軸方向について発振した基本波が伝搬するコア部に複屈折特性を持たせた光ファイバとなっており、直交する2つの偏波面を規定するスロー軸(Slow軸)とファースト軸(Fast軸)という二つの軸が形成される。このようなダブルクラッド偏波保持ファイバ111、シングルモード偏波保持112のコア部の屈折率を周期的に変化させグレーティングを形成することによって、ファイバグレーティング102、104が形成される。ファイバグレーティング102、104は、ファイバレーザ100がレーザ発振するための共振器を形成するための反射ミラーとして働いている。ここでファイバグレーティング102、104が形成されたダブルクラッド偏波保持ファイバ111、シングルモード偏波保持112は、Slow軸の方向に偏波する光(Slow軸偏波の光と呼ぶ)をSlow軸に規定される偏波面を保持ながら伝搬させる。その一方で、Fast軸の方向に偏波する光(Fast軸の光と呼ぶ) をFast軸に規定される偏波面を保持しつつ伝搬させる。このSlow軸およびFast軸とは、偏波保持光ファイバの横断面上においてコア部を中心に直交する偏波軸を指している。   The mechanism for single polarization is described below. The double-clad polarization-maintaining fiber 111 and the single-mode polarization-maintaining 112 are optical fibers having birefringence characteristics in the core portion where the fundamental wave oscillated in the biaxial directions orthogonal to each other propagates. Two axes, ie, a slow axis (Slow axis) and a first axis (Fast axis) that define two polarization planes are formed. The fiber gratings 102 and 104 are formed by periodically changing the refractive indexes of the core portions of the double clad polarization maintaining fiber 111 and the single mode polarization maintaining 112 to form the grating. The fiber gratings 102 and 104 function as reflection mirrors for forming a resonator for the fiber laser 100 to oscillate. Here, the double clad polarization maintaining fiber 111 and the single mode polarization maintaining 112 in which the fiber gratings 102 and 104 are formed have light polarized in the Slow axis direction (referred to as Slow axis polarized light) as the Slow axis. Propagating while maintaining the specified plane of polarization. On the other hand, light polarized in the direction of the Fast axis (referred to as Fast axis light) is propagated while maintaining the plane of polarization defined by the Fast axis. The Slow axis and the Fast axis refer to polarization axes that are orthogonal to each other about the core portion on the cross section of the polarization maintaining optical fiber.

ファイバグレーティング102を形成したダブルクラッド偏波保持ファイバ111は、一端に励起(ポンプ)用LD101が接続され、もう一方の端部にはYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103が接続される。このファイバグレーティング102は、偏波保持ファイバが有する複屈折率性のため、波長λ1、λ2(λ1<λ2)をそれぞれ反射中心波長とする2つの反射波長帯域を形成し、その反射波長帯域内の波長の光を反射する。ファイバグレーティング102は、ポンプ用LD101からの励起光を透過させるとともに、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103によって発生した1060nm帯の光(ファイバグレーティング104によって反射された光)を反射する。ここでファイバグレーティング102の反射率は、励起用LDへ、発振したレーザ光が戻ることを防止する意味にで99%以上であることが望ましい。   A double clad polarization maintaining fiber 111 having a fiber grating 102 is connected to an excitation (pump) LD 101 at one end and a Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 to the other end. This fiber grating 102 forms two reflection wavelength bands having wavelengths λ1 and λ2 (λ1 <λ2) as reflection center wavelengths, respectively, due to the birefringence of the polarization maintaining fiber. Reflects light of wavelength. The fiber grating 102 transmits the excitation light from the pump LD 101 and reflects light in the 1060 nm band (light reflected by the fiber grating 104) generated by the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103. Here, the reflectance of the fiber grating 102 is desirably 99% or more in order to prevent the oscillated laser light from returning to the excitation LD.

このようなファイバグレーティング102を形成したダブルクラッド偏波保持ファイバ111は、ポンプ用LD101からの励起光をYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103に伝搬するとともに、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103によって放出された光またはファイバグレーティング102、104によって反射された光をその偏波面を維持しながら伝搬する。ここで、ファイバグレーティング102が形成する2つの反射波長帯域のうち、波長λ1を反射中心波長とする反射波長帯域はFast軸の光の反射波長帯域であり、波長λ2を反射中心波長とする反射波長帯域はSlow軸の光の反射波長帯域である。   The double clad polarization maintaining fiber 111 in which such a fiber grating 102 is formed propagates the pumping light from the pump LD 101 to the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103, and the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103. The emitted light or the light reflected by the fiber gratings 102 and 104 is propagated while maintaining its polarization plane. Here, of the two reflection wavelength bands formed by the fiber grating 102, the reflection wavelength band having the wavelength λ1 as the reflection center wavelength is the reflection wavelength band of the light of the Fast axis, and the reflection wavelength having the wavelength λ2 as the reflection center wavelength. The band is a reflection wavelength band of light on the Slow axis.

一方、ファイバグレーティング104を形成した偏波保持ファイバ112は、一端にYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103が接続され且つ他端が出力端となっている。ファイバグレーティング104は、波長λ3、λ4(λ3<λ4)をそれぞれ反射中心波長とする2つの反射波長帯域を形成し、反射波長帯域内の波長を有する光を反射する。具体的には、ファイバグレーティング104は、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103の中で発生したレーザ光を出力端側に透過させるとともに、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103によって放出された光またはファイバグレーティング102によって反射された光をファイバグレーティング102に比して低い反射率(例えば1050〜1100nm帯の光を発生させる場合:20%以下の反射率)で反射する。この場合、ファイバグレーティング104は、ファイバレーザ100の共振器を形成する出力端側の反射器として機能するとともに出力端として機能する。このようなファイバグレーティング104を形成したシングルモード偏波保持光ファイバ112は、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103によって発振したレーザ光を出力側に伝搬するとともに、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103によって放出された光またはファイバグレーティング102、104によって反射された光をその偏波面を保持しつつ伝搬する。   On the other hand, the polarization maintaining fiber 112 in which the fiber grating 104 is formed has one end connected to the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 and the other end serving as an output end. The fiber grating 104 forms two reflection wavelength bands having wavelengths λ3 and λ4 (λ3 <λ4) as reflection center wavelengths, respectively, and reflects light having a wavelength within the reflection wavelength band. Specifically, the fiber grating 104 transmits the laser light generated in the Yb-doped double clad polarization-maintaining fiber 103 to the output end side and emits the light emitted by the Yb-doped double-clad polarization-maintaining fiber 103 or The light reflected by the fiber grating 102 is reflected with a lower reflectance than that of the fiber grating 102 (for example, when generating light in the range of 1050 to 1100 nm: a reflectance of 20% or less). In this case, the fiber grating 104 functions as an output end reflector that forms a resonator of the fiber laser 100 and also functions as an output end. The single-mode polarization-maintaining optical fiber 112 formed with such a fiber grating 104 propagates the laser light oscillated by the Yb-doped double-clad polarization-maintaining fiber 103 to the output side, and also uses the Yb-doped double-clad polarization-maintaining fiber 103. The light emitted by the laser beam or the light reflected by the fiber gratings 102 and 104 is propagated while maintaining its polarization plane.

ここで、ファイバグレーティング104が形成する2つの反射波長帯域のうち、波長λ3を反射中心波長とする反射波長帯域はFast軸の光の反射波長帯域であり、波長λ4を反射中心波長とする反射波長帯域はSlow軸の光の反射波長帯域である。   Here, of the two reflection wavelength bands formed by the fiber grating 104, the reflection wavelength band having the wavelength λ3 as the reflection center wavelength is the reflection wavelength band of the light of the Fast axis, and the reflection wavelength having the wavelength λ4 as the reflection center wavelength. The band is a reflection wavelength band of light on the Slow axis.

なお、ファイバグレーティング102、104をそれぞれ形成した偏波保持ファイバ111、112は、互いに直交する2軸方向(Slow軸方向およびFast軸方向)についてコア部に複屈折特性を持たせたものであり、例えば、コア部の両側に応力付与部を配置したPANDA(Polarization maintaining AND Absorption reducing fiber)ファイバであってもよいし、楕円クラッド偏波保持ファイバであってもよい。   The polarization-maintaining fibers 111 and 112 formed with the fiber gratings 102 and 104 respectively have a birefringence characteristic in the core part in the biaxial directions (Slow axis direction and Fast axis direction) orthogonal to each other. For example, it may be a PANDA (Polarization maintaining AND Abduction reducing fiber) fiber in which stress applying portions are arranged on both sides of the core portion, or an elliptical clad polarization maintaining fiber.

Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、ポンプ用LD101によって発振された励起光を用いて光を放出するとともに、上述したファイバグレーティング102、104の間で繰り返し反射される光を増幅してレーザ光を生成する増幅媒体として機能する。具体的には、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、PANDA型または楕円クラッド型の偏波保持光ファイバのコア部に希土類元素を添加したものであって、このコア部の外周に2層のクラッド部を配置したダブルクラッド構造を有する。すなわち、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、伝搬する光(例えばSlow軸の光またはFast軸の光)の偏波を保持する偏波保持機能と、ダブルクラッド構造のクラッドポンプファイバと同様の光増幅機能とを有することになる。   The Yb-doped double clad polarization-maintaining fiber 103 emits light using the pumping light oscillated by the pump LD 101 and amplifies the light repeatedly reflected between the fiber gratings 102 and 104 described above to laser light. Functions as an amplification medium for generating Specifically, the Yb-doped double clad polarization-maintaining fiber 103 is obtained by adding a rare earth element to the core portion of a PANDA type or elliptical clad type polarization-maintaining optical fiber, and two layers are formed on the outer periphery of the core portion. It has a double clad structure in which the clad portions are arranged. In other words, the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 has a polarization maintaining function for maintaining the polarization of propagating light (for example, slow axis light or fast axis light), and is similar to a clad pump fiber having a double clad structure. It has an optical amplification function.

また、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、一端(励起光入力側)にダブルクラッド偏波保持ファイバ111が接続され且つ他端(レーザ光出力側)に偏波保持光ファイバ112が接続される。この場合、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、励起光入力側の接続部110aにおいてダブルクラッド偏波保持光ファイバ111と融着接続され、レーザ光出力側の接続部110bにおいてシングルモード偏波保持光ファイバ112と融着接続される。このようなYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、ダブルクラッド偏波保持ファイバ111を透過した励起光がコア部の希土類元素イオンを励起することによって光を放出し、この放出した光(自然放出光)をファイバグレーティング102、104に伝搬する。さらに、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103は、ファイバグレーティング102、104の間で反射を繰り返す光を増幅し、この結果、レーザ光を発生する。   The Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 has one end (excitation light input side) connected to the double clad polarization maintaining fiber 111 and the other end (laser light output side) connected to the polarization maintaining optical fiber 112. The In this case, the Yb-doped double clad polarization-maintaining fiber 103 is fusion-bonded to the double-clad polarization-maintaining optical fiber 111 at the connection portion 110a on the pumping light input side, and single-mode polarization at the connection portion 110b on the laser light output side. The holding optical fiber 112 is fusion-connected. In such a Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103, the pumping light transmitted through the double clad polarization maintaining fiber 111 emits light by exciting the rare earth element ions in the core, and this emitted light (spontaneous emission) Light) propagates to the fiber gratings 102 and 104. Further, the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 amplifies the light that repeatedly reflects between the fiber gratings 102 and 104, and as a result, generates laser light.

なお、このYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103のコア部に添加される希土類元素は、例えば、ファイバレーザ100が1.55μm帯域(1520〜1600nm)のレーザ光を発振する場合にはYbの代わりにErを添加しても良いし、1000〜1150nmの範囲内の波長を有するレーザ光を発振する場合にはYbである。また、希土類元素は、エルビウムおよびイッテルビウムを含むもの(Er−Yb)であってもよい。   The rare earth element added to the core portion of the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 is, for example, in place of Yb when the fiber laser 100 oscillates laser light in the 1.55 μm band (1520 to 1600 nm). Er may be added to Yb, or Yb when a laser beam having a wavelength in the range of 1000 to 1150 nm is oscillated. The rare earth element may be one containing erbium and ytterbium (Er—Yb).

ここで、Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103の両端にそれぞれ接続された偏波保持ファイバ111、112は、互いのSlow軸とFast軸とを平行にする位置関係にある。すなわち、ダブルクラッド偏波保持ファイバ111のSlow軸およびFast軸は、シングルモード偏波保持ファイバ112のSlow軸およびFast軸についてコア部を中心にして90度回転したものとほぼ同じである。このような位置関係にある偏波保持光ファイバ111、112は、上述した波長λ1、λ2を反射中心波長とする2つの反射波長帯域のいずれか一つと波長λ3、λ4を反射中心波長とする2つの反射波長帯域のいずれか一つとを一致させる。この場合、ファイバグレーティング102、104は、このように一致した反射波長帯域内の反射波長の光を繰り返し反射する。   Here, the polarization maintaining fibers 111 and 112 respectively connected to both ends of the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 are in a positional relationship in which the Slow axis and the Fast axis are parallel to each other. That is, the Slow axis and Fast axis of the double-clad polarization maintaining fiber 111 are substantially the same as the Slow axis and Fast axis of the single mode polarization maintaining fiber 112 rotated 90 degrees about the core portion. The polarization-maintaining optical fibers 111 and 112 having such a positional relationship have two reflection wavelength bands having the wavelengths λ1 and λ2 as reflection center wavelengths and the wavelengths λ3 and λ4 as reflection center wavelengths. Match one of the two reflection wavelength bands. In this case, the fiber gratings 102 and 104 repeatedly reflect light having a reflection wavelength within the reflection wavelength band thus matched.

このようなファイバグレーティング102、104とYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103とを用いて形成される共振器は、ファイバグレーティング102、104の間で一致させた単一の反射波長帯域内の反射波長(すなわち共振波長)で光を共振させ、この共振波長の光をファイバグレーティング102、104の間で繰り返し反射するとともにYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103によって増幅する。この結果、この共振器は、単一偏波を保持しつつこの共振波長のレーザ光(すなわち単一偏波レーザ光)を高出力で発振する。共振器によって発振されたレーザ光は、単一偏波を維持しつつシングルモード偏波保持光ファイバ112を伝搬するとともにファイバグレーティング104を透過し、出力される。具体的には、共振器に励起光源101によって900〜980nmの励起光が入力された場合、1000〜1150nmの範囲内の共振波長の単一偏波レーザ光を発振する。以上に説明した方法を用いることにより、例えば数十Wもの出力で発振する単一偏波レーザ光を実現することができる。以下この方法を90°融着(90°接続)とよぶ。   The resonator formed using the fiber gratings 102 and 104 and the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103 has a reflection wavelength within a single reflection wavelength band matched between the fiber gratings 102 and 104. The light is resonated at the resonance wavelength (that is, the resonance wavelength), and the light having the resonance wavelength is repeatedly reflected between the fiber gratings 102 and 104 and amplified by the Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 103. As a result, this resonator oscillates the laser beam having this resonance wavelength (that is, the single polarized laser beam) with high output while maintaining a single polarized wave. The laser light oscillated by the resonator propagates through the single-mode polarization maintaining optical fiber 112 while maintaining a single polarization and transmits through the fiber grating 104 and is output. Specifically, when pump light of 900 to 980 nm is input to the resonator by the pump light source 101, single-polarized laser light having a resonance wavelength in the range of 1000 to 1150 nm is oscillated. By using the method described above, it is possible to realize a single-polarized laser beam that oscillates with an output of several tens of W, for example. Hereinafter, this method is referred to as 90 ° fusion (90 ° connection).

このときシングルモード偏波保持ファイバのプライマリーコート(樹脂被覆)を10cm程度除去し、直径30mm程度のコイル状(802部)に形成することによりクラッド部分を伝搬する残存基本波(波長915nm)を放射させる。このとき、励起光が10Wであるとすると、希土類としてYbを添加したダブルクラッド偏波保持ファイバの吸収量は0.6dB/mであるため、10mのファイバ長で7.5Wの励起光を吸収して、残存励起光として2.5Wの915nmの光が放射され、シングルモードのクラッドを伝搬することになる。ここでシングルモードファイバコイル素線802は、アルマイト板803に固定されており、放射した赤外光を吸収して熱に変換する。この吸収板としては、アルマイト加工したアルミニウム板を使用した。図1に記載した従来構成の場合、15Wの励起光(915nm)でポンプし、発振した1064nmの出力が6.8Wとなるような場合、連続運転を行ってから20分経過後に接続部分・シングルモード偏波保持ファイバのプライマリコート(被覆)が過熱し、ファイバが破断したが、本実施形態における実施例1の対策を講じることにより20時間以上連続運転を行っても前記被覆が過熱することがなく、信頼性を向上させることが可能となる。その上、より大きなパワーの励起光をポンプできるため、1064nmの出力を増大させることが出来、なおかつ、そこから波長変換される緑色光の出力も増大させることができる。   At this time, the primary coat (resin coating) of the single mode polarization maintaining fiber is removed by about 10 cm, and a residual fundamental wave (wavelength of 915 nm) propagating through the clad portion is radiated by forming a coil shape (802 parts) having a diameter of about 30 mm. Let At this time, assuming that the pumping light is 10 W, the absorption amount of the double clad polarization maintaining fiber doped with Yb as a rare earth is 0.6 dB / m, so the pumping light of 7.5 W is absorbed with a fiber length of 10 m. As a result, 2.5 W of 915 nm light is emitted as the residual excitation light, and propagates through the single mode cladding. Here, the single mode fiber coil strand 802 is fixed to the anodized plate 803 and absorbs the emitted infrared light and converts it into heat. As this absorbing plate, an anodized aluminum plate was used. In the case of the conventional configuration shown in FIG. 1, when pumping with 15 W excitation light (915 nm) and the oscillated output of 1064 nm is 6.8 W, the connected portion / single is 20 minutes after continuous operation. Although the primary coating (coating) of the mode polarization maintaining fiber is overheated and the fiber is broken, the coating may be overheated even if the operation is continued for 20 hours or more by taking the countermeasure of Example 1 in this embodiment. Therefore, reliability can be improved. In addition, since the pump light with higher power can be pumped, the output of 1064 nm can be increased, and the output of the green light wavelength-converted therefrom can also be increased.

ところが、90°融着させた部分を含むシングルモード偏波保持ファイバの領域で励起光の処理を行った場合は、励起光が伝搬可能なダブルクラッドファイバから励起光が伝搬できない通常のシングルモードファイバへの切り替わりであるため、入力する励起光の光量を増加させ出力を大きくさせようとしたとき、融着部分が熱せられ出射される基本波光の偏光が時間変化するという問題があることが明らかとなった。図9にそのときの時間に対する出力変動量のプロット図を示す。出力が最大8%程度低下しており、かつ大きく振動することがこのプロット図より分かる。出力が8%振動すると、波長変換後の光では15%程度出力が変動することとなり、出力一定値制御を掛ける場合、最大出力に大きな余裕(出力マージン)が必要となる。出力マージンを大きくした場合、光源の最大出力が制限を受けるため、必要以上に大きな光源装置を選択する必要が生じる。この原因としては、シングルモードファイバの部分が熱せられ、偏波保持ファイバにおけるFast軸側とSlow軸側との屈折率差(複屈折率差)が変化し、偏光が回転してしまうことが原因となっている。本実施例のように融着するファイバ構造(屈折率構造・形状)がそれぞれ異なっている場合や、融着方向を90°回転させる場合の回転誤差が1°以上になった場合、融着されるファイバに元々誤差として存在する屈折率やファイバ形状のバラツキが起因する偏光揺らぎが顕著となることが分かった。偏波保持ファイバの回転角を画像処理で認識して融着処理する一般的な偏波保持ファイバ融着機では回転誤差は1°〜5°の範囲となっているため、回転誤差を1°以下とするためには画像処理以外の偏波面認識方法が必要となり、工程が複雑化する。   However, when the pumping light is processed in the region of the single mode polarization maintaining fiber including the part fused by 90 °, the normal single mode fiber in which the pumping light cannot propagate from the double clad fiber capable of propagating the pumping light. It is clear that there is a problem that the polarization of the fundamental wave light that is emitted when the fusion part is heated and the emitted light is increased when the output is increased by increasing the amount of input excitation light. became. FIG. 9 shows a plot of the output fluctuation amount with respect to the time at that time. It can be seen from this plot that the output is reduced by about 8% at maximum and vibrates greatly. When the output vibrates by 8%, the output fluctuates by about 15% in the light after wavelength conversion, and when the output constant value control is applied, a large margin (output margin) is required for the maximum output. When the output margin is increased, the maximum output of the light source is limited, so that it is necessary to select a light source device that is larger than necessary. This is because the single mode fiber portion is heated, the refractive index difference (birefringence difference) between the Fast axis side and the Slow axis side of the polarization maintaining fiber changes, and the polarization rotates. It has become. When the fiber structures (refractive index structure / shape) to be fused are different as in this embodiment, or when the rotation error when the fusion direction is rotated by 90 ° becomes 1 ° or more, the fibers are fused. It was found that polarization fluctuations due to the refractive index and fiber shape variations that originally exist in the optical fiber become significant. In a general polarization-maintaining fiber fusion machine that recognizes the rotation angle of the polarization-maintaining fiber by image processing and performs fusion processing, the rotation error is in the range of 1 ° to 5 °. In order to achieve the following, a polarization plane recognition method other than image processing is required, which complicates the process.

そこで、本実施例(図10)では、励起光を処理する部分を90°融着する部位よりも励起LDに近い部分とすることで融着部分が処理された励起光から変換された熱により加熱されることを防止している。   Therefore, in the present embodiment (FIG. 10), the portion where the excitation light is processed is closer to the excitation LD than the portion where 90 ° fusion is performed, so that the fusion portion is heated by the heat converted from the processed excitation light. It is prevented from being heated.

従来例と本願の実施形態との違いを図8と図10を用いて説明する。従来例(図8)ではポンプ光発散・吸収機構801は、ダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの接続部分を含む、シングルモードファイバの被覆を剥離した領域となっている。一方、本実施形態では、偏光単一化機構を実現しているダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの接続点より励起用レーザダイオードに近い部分にポンプ光発散・吸収機構が配置されているのが大きな違いである。   Differences between the conventional example and the embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. In the conventional example (FIG. 8), the pump light divergence / absorption mechanism 801 is a region where the coating of the single mode fiber including the connecting portion between the double clad fiber and the single mode fiber is peeled off. On the other hand, in this embodiment, the pump light divergence / absorption mechanism is arranged in a portion closer to the pumping laser diode than the connection point between the double-clad fiber and the single-mode fiber realizing the polarization unifying mechanism. It is a big difference.

ダブルクラッドファイバの被覆を構成する樹脂層を10cm程度除去し、直径30mm程度のコイル状(802部)に形成することによりクラッド部分を伝搬する残存基本波(波長915nm)を放射させる。このとき、励起光が10Wであるとすると、希土類としてYbを添加したダブルクラッド偏波保持ファイバの吸収量は0.6dB/mであるため、10mのファイバ長で7.5Wの励起光を吸収して、残存励起光として2.5Wの915nmの光が放射される。ここでシングルモードファイバコイル素線802は、アルマイト板803に固定されており、放射した赤外光を吸収して熱に変換する。この吸収板としては、アルマイト加工したアルミニウム板を使用した。この実施例では、被覆を剥離するファイバの種類と、ポンプ光発散・吸収機構を配置する位置が異なっている必要があることがわかる。   The resin layer constituting the coating of the double clad fiber is removed by about 10 cm, and a residual fundamental wave (wavelength 915 nm) propagating through the clad portion is radiated by forming a coil shape (802 parts) having a diameter of about 30 mm. At this time, assuming that the pumping light is 10 W, the absorption amount of the double clad polarization maintaining fiber doped with Yb as a rare earth is 0.6 dB / m, so the pumping light of 7.5 W is absorbed with a fiber length of 10 m. As a result, 2.5 W of 915 nm light is emitted as the residual excitation light. Here, the single mode fiber coil strand 802 is fixed to the anodized plate 803 and absorbs the emitted infrared light and converts it into heat. As this absorbing plate, an anodized aluminum plate was used. In this embodiment, it can be seen that the type of the fiber from which the coating is peeled and the position where the pump light divergence / absorption mechanism is arranged must be different.

具体的には、90°融着部に到達する残存励起光を投入する励起光の3%以下とすることにより、ファイバ構造の違いやファイバ融着時の1°〜5°の回転誤差であっても偏光揺らぎを低減することが可能であることが分かった。図11に本形態を適用した光源の時間に対する出力変動量を示している。図9と比較して、出力変動が2%以内に抑制され、効果が確認されている。   Specifically, by setting the residual excitation light reaching the 90 ° fusion part to 3% or less of the excitation light to be injected, there is a difference in fiber structure and a rotation error of 1 ° to 5 ° during fiber fusion. However, it was found that the polarization fluctuation can be reduced. FIG. 11 shows the output fluctuation amount with respect to time of the light source to which the present embodiment is applied. Compared with FIG. 9, the output fluctuation is suppressed within 2%, and the effect is confirmed.

ファイバ融着時の回転誤差の影響をより小さくするには、融着されるダブルクラッドファイバとシングルモードファイバの屈折率分布・ファイバの物理的形状が同じになるようにあらかじめ設計されていることが望ましい。   In order to reduce the effect of rotational errors during fiber fusion, the double-clad fiber and single-mode fiber to be fused must be designed in advance so that the refractive index distribution and the physical shape of the fiber are the same. desirable.

また、励起光を処理する90°融着する部位よりも励起LDに近い部位がダブルクラッドファイバとなっている場合は、そのダブルクラッドファイバのアウタークラッドは樹脂クラッドであることがのぞましく、ファイバの被覆と共に樹脂クラッドも除去されていることが望ましい。   Further, when the portion closer to the pumping LD than the portion to be fused at 90 ° for processing the pumping light is a double clad fiber, the outer clad of the double clad fiber is preferably a resin clad, It is desirable that the resin cladding is removed together with the fiber coating.

なお、コイル状に形成するシングルモードファイバコイル素線802の直径は、小さくしすぎた場合、発生した1064nm光の損失が大きくなる上、ファイバ素線(ファイバ被覆のための樹脂コートのないファイバを指す)が破断する可能性があるため20mmより大きい方が望ましく、40mm以上になると、残存基本波の放射が小さくなるため、20−40mm程度であることが望ましい。   If the diameter of the single-mode fiber coil wire 802 formed in a coil shape is too small, the loss of the generated 1064 nm light is increased, and the fiber strand (fiber without a resin coating for fiber coating is used). Is larger than 20 mm, and when it is 40 mm or more, the radiation of the residual fundamental wave is reduced. Therefore, it is preferably about 20-40 mm.

実施の形態1における二つめの実施例としてファイバ素線部を高屈折材料に埋め込む方法について紹介する。   As a second example of the first embodiment, a method of embedding a fiber strand portion in a high refractive material will be introduced.

一つめの実施例においては、屈折率1の空気中において、励起光にとってはマルチモードファイバとして作用する、ダブルクラッド偏波保持ファイバ素線の曲げ曲率を大きくすることにより、不要な励起光を発散させていたが、ダブルクラッド偏波保持ファイバのクラッドと空気との屈折率差が1.4程度存在するため、励起光の発散効率が悪いという弱点を持っていた。そこで、本実施例では、ダブルクラッド偏波保持ファイバコイル素線1202の周囲を屈折率が1.5以上の材料1203で覆い、積極的に励起光を引き抜く作用を起こさせることに特徴を持っている。屈折率1.5以上の材料としては、屈折率整合液として使用されるシリコーンオイル(あるいはシリコーンジェル)などが従来から使用されているが、液体であることから保持が難しく、液漏れの恐れがあった。そこで、本実施例では、シリコーン系の紫外線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂(たとえば信越化学Opticlear(n=1.52程度)など)を使用した。このほかにも、屈折率が1.5以上であればエポキシ系紫外線硬化樹脂も使用可能である。   In the first embodiment, unnecessary excitation light is diverged in the air having a refractive index of 1 by increasing the bending curvature of a double-clad polarization maintaining fiber that acts as a multimode fiber for the excitation light. However, since there is a refractive index difference of about 1.4 between the clad of the double clad polarization maintaining fiber and air, it has a weak point that the divergence efficiency of the pumping light is poor. Therefore, the present embodiment is characterized in that the double clad polarization-maintaining fiber coil element wire 1202 is covered with a material 1203 having a refractive index of 1.5 or more to actively extract the excitation light. Yes. As a material having a refractive index of 1.5 or more, silicone oil (or silicone gel) or the like used as a refractive index matching liquid has been conventionally used. However, since it is a liquid, it is difficult to hold and there is a risk of liquid leakage. there were. Therefore, in this embodiment, a silicone-based ultraviolet curable resin or a thermosetting resin (for example, Shin-Etsu Chemical Opticlear (n = 1.52 or so)) is used. In addition, an epoxy-based ultraviolet curable resin can be used if the refractive index is 1.5 or more.

図12に本実施例における、ファイバレーザ波長変換緑色光源の構成図を示している。一つめの実施例と異なっている部分は、偏光単一化機構を実現しているダブルクラッドファイバとシングルモードファイバとの接続点以外のダブルクラッド偏波保持ファイバの被覆を剥がした素線部分1202が、屈折率1.5以上の材料に埋め込まれていることである。通常ダブルクラッド偏波保持ファイバを被覆しているプライマリコートも屈折率1.4以下の材料が使用されているが、本実施例の場合は、ファイバ素線の外周から1mm以上の厚みを持つように屈折率1.5以上の樹脂で覆うことにより残存励起光をひき抜く効果を実現している。ファイバを覆う屈折率補償樹脂1203はアルマイト加工されたアルミニウム製の容器1204に流し込まれ、ファイバ接続部を含まないようにダブルクラッド偏波保持ファイバコイル素線1202を埋め込んだ後、固化させる。本実施例における樹脂を流し込んだ領域の寸法は、長さx奥行x深さ=50mm x 5mm x 1mmの領域であった。長さx奥行に関してはできるだけ大きな面積にすることが望ましいが、装置の大型化に繋がるため50mm x 5mm〜50mm x 10mmでの範囲内であることが望ましい。このように屈折率がファイバのクラッドよりも大きな物質で満たすことで効率よく、残存励起光を引き抜くことが可能となる上、広い領域に残存励起光を広げることにより、過熱を防止し、熱として発散しやすくする役目を持っている。   FIG. 12 shows a configuration diagram of a fiber laser wavelength conversion green light source in the present embodiment. The difference from the first embodiment is that the strand 1202 is made by stripping the coating of the double-clad polarization maintaining fiber other than the connection point between the double-clad fiber and the single-mode fiber realizing the polarization unification mechanism. Is embedded in a material having a refractive index of 1.5 or more. Usually, the primary coat covering the double clad polarization maintaining fiber is also made of a material having a refractive index of 1.4 or less. However, in this embodiment, it has a thickness of 1 mm or more from the outer periphery of the fiber strand. The effect of pulling out the remaining excitation light is realized by covering with a resin having a refractive index of 1.5 or more. The refractive index compensation resin 1203 covering the fiber is poured into an anodized aluminum container 1204, and the double clad polarization-maintaining fiber coil strand 1202 is embedded so as not to include the fiber connection portion, and then solidified. The dimension of the region into which the resin was poured in this example was a region of length x depth x depth = 50 mm x 5 mm x 1 mm. The length x depth is preferably as large as possible, but it is preferably in the range of 50 mm x 5 mm to 50 mm x 10 mm in order to increase the size of the apparatus. In this way, it is possible to efficiently extract the remaining excitation light by filling with a material whose refractive index is larger than that of the cladding of the fiber. In addition, the remaining excitation light can be spread over a wide area to prevent overheating and as heat. Has the role of facilitating divergence.

なお、本実施の形態において、残存励起光のエネルギーを熱に変換するため、ファイバレーザの筐体内温度が3−5度上昇する。そのため、出射側に設けられた、発振波長を決定するファイバグレーティングの反射波長が温度上昇に伴い、代表的な値の場合0.01nm/℃の割合で長波長側にシフトする。この波長シフトは波長変換で緑色光発生を行う場合、緑色光出力低下の原因になる。そのため、ファイバグレーティング自体を、温度上昇に伴って熱収縮するような基板に保持させること(温度補償パッケージを使用すること)や、ファイバグレーティングを筐体の外に配置することが望ましい。また、筐体内にファイバグレーティングを配置する場合においても、熱源となる本発明のポンプ光発散・吸収機構よりも下部に配置し、なおかつ熱的に分離されていることが望ましい。   In this embodiment, since the energy of the remaining excitation light is converted into heat, the temperature inside the housing of the fiber laser rises by 3 to 5 degrees. Therefore, as the temperature rises, the reflection wavelength of the fiber grating that determines the oscillation wavelength provided on the emission side shifts to the long wavelength side at a rate of 0.01 nm / ° C. as a typical value. This wavelength shift causes a decrease in green light output when green light is generated by wavelength conversion. Therefore, it is desirable to hold the fiber grating itself on a substrate that is thermally contracted as the temperature rises (using a temperature compensation package), and to place the fiber grating outside the housing. Even when the fiber grating is disposed in the housing, it is desirable that the fiber grating is disposed below the pump light divergence / absorption mechanism of the present invention as a heat source and is thermally separated.

より効果を上げるためには、ポンプ光発散・吸収機構を、放熱フィン等に配置し、冷却ファンなどを用いて冷却することが望ましい。   In order to improve the effect, it is desirable to dispose the pump light divergence / absorption mechanism on a heat radiating fin or the like and cool it using a cooling fan or the like.

また、単一偏光化機構が実現された融着接続部は、歪み・ねじりなどの応力がかかりにくい構造とすることが望ましい。その構成の一例を図13に示す。   In addition, it is desirable that the fusion splicing portion in which the single polarization mechanism is realized has a structure that is difficult to be subjected to stress such as distortion and torsion. An example of the configuration is shown in FIG.

融着保持部では、融着されたファイバは、ファイバを通す溝がもうけられた保持具1301にファイバを接着剤1303で固定し、融着接続部410に応力がかからない構造を取っている。接着剤で固定された部分の間隔は50mm以上とすることで融着部への応力を軽減する効果があることが確認された。また、装置の小型化という観点では100mm以下とすることが望ましい。また、ファイバの被覆がはがされた融着接続部410は気体1302で満たされており、保持具1301のふたで密封されている。保持具1301内部には、空気中の水分を吸着するケミカルフィルタ1304が装備されている。この構造により、ファイバ融着部で実現された単一偏光化機構の性能がファイバへの応力で劣化することを防止することができる。   In the fusion holding part, the fused fiber has a structure in which the fiber is fixed to a holder 1301 provided with a groove through which the fiber is passed with an adhesive 1303 and no stress is applied to the fusion connection part 410. It was confirmed that the distance between the portions fixed with the adhesive was 50 mm or more, and the effect of reducing the stress on the fused portion was obtained. Moreover, it is desirable that it is 100 mm or less from the viewpoint of miniaturization of the apparatus. Further, the fusion splicing portion 410 from which the fiber coating has been peeled is filled with a gas 1302 and sealed with a lid of the holder 1301. A chemical filter 1304 that adsorbs moisture in the air is provided inside the holder 1301. With this structure, it is possible to prevent the performance of the single polarization mechanism realized at the fiber fusion part from being deteriorated by stress on the fiber.

(実施の形態2)
本願発明の実施の形態2として、希土類ドープダブルクラッド偏波保持ファイバとシングルモード偏波保持ファイバとの間にレンズ系を用い、レーザビームをいったん空間に放出し、励起光と発振光の収束ビーム径の差を利用して、励起光を低減するとともに、ファイバの軸を直交させることにより単一偏光化する方法を提案する。
(Embodiment 2)
As a second embodiment of the present invention, a lens system is used between a rare-earth-doped double clad polarization maintaining fiber and a single mode polarization maintaining fiber, and a laser beam is once emitted into a space, and a converging beam of excitation light and oscillation light. We propose a method of making a single polarization by reducing the excitation light by making use of the difference in diameter and by making the axes of the fibers orthogonal.

図14に本実施形態におけるファイバレーザを用いた波長変換型光源の構成図を示している。レーザ共振器は一組のファイバグレーティング102・104とレーザ活性物質であるYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103とで構成されており、ポンプ用LD101でポンプする構成は実施の形態1と全く同じである。本実施の形態においては、ダブルクラッド偏波保持ファイバからシングルモード偏波保持ファイバへファイバの種類が切り替わる部分にレンズ系と励起光吸収部で構成されたポンプ光発散・吸収機構1401を設けたところが異なっている。   FIG. 14 shows a configuration diagram of a wavelength conversion type light source using a fiber laser in the present embodiment. The laser resonator is composed of a pair of fiber gratings 102 and 104 and a Yb-doped double clad polarization-maintaining fiber 103 that is a laser active material, and the configuration for pumping by the pump LD 101 is exactly the same as in the first embodiment. is there. In the present embodiment, a pump light divergence / absorption mechanism 1401 configured of a lens system and a pumping light absorption unit is provided at a portion where the type of fiber is switched from a double clad polarization maintaining fiber to a single mode polarization maintaining fiber. Is different.

本実施の形態における励起光吸収機構について図9を用いて説明する。   The excitation light absorption mechanism in this embodiment will be described with reference to FIG.

ポンプ光発散・吸収機構801はダブルクラッド偏波保持ファイバ1402、コリメータレンズ1403、残存励起光吸収部1404、結合レンズ1405、シングルモード偏波保持ファイバ1406で構成されている。本実施形態の場合、ダブルクラッド偏波保持ファイバ1402のコア径は6マイクロメートルであり、励起光が伝搬するインナークラッドの径は105マイクロメートル、アウタークラッドの径は125マイクロメートルであった。また、シングルモード偏波保持ファイバ1406のコア径は6マイクロメートルで、クラッド径は125マイクロメートルとなっていた。図15に拡大図を示している。この際、コア径6マイクロメートルの部分を通過する発振光(本実施形態の場合1060nm帯)と105マイクロメートルのインナークラッド部分を通過する励起光(915nm帯)とで、コリメータレンズ1403を通過して、平行光になったときのビーム径の差を利用して、不要な励起光1501を残存励起光吸収部1404に吸収させ、除去する仕組みとなっている。具体的には、発振光1502における平行光(コリメートビーム)のビーム径は200μmとなっていたが、励起光1501のビーム径は430μmとなるため250μm程度のピンホールが形成された励起光吸収部1404を設けることにより吸収し熱エネルギーへ変換することができる。変換された熱エネルギーは、レンズ1403、1405を保持している筐体1407へ発散され、放熱される。スリットを通過した発振光は再び結合レンズ1405によりシングルモード偏波保持ファイバ1406結合され、同ファイバのコア部分を導波する。以上に説明した構造を取ることにより、残存基本波を遮蔽することが可能となり、ファイバ劣化の問題を回避することができる。   The pump light divergence / absorption mechanism 801 includes a double clad polarization maintaining fiber 1402, a collimator lens 1403, a residual excitation light absorbing unit 1404, a coupling lens 1405, and a single mode polarization maintaining fiber 1406. In the case of this embodiment, the core diameter of the double clad polarization maintaining fiber 1402 is 6 micrometers, the diameter of the inner clad through which excitation light propagates is 105 micrometers, and the diameter of the outer clad is 125 micrometers. The single-mode polarization maintaining fiber 1406 has a core diameter of 6 micrometers and a cladding diameter of 125 micrometers. FIG. 15 shows an enlarged view. At this time, the oscillating light (1060 nm band in the case of the present embodiment) passing through the core diameter portion of 6 micrometers and the excitation light (915 nm band) passing through the inner cladding part of 105 micrometers pass through the collimator lens 1403. Thus, by utilizing the difference in beam diameter when the light becomes parallel light, unnecessary excitation light 1501 is absorbed by the residual excitation light absorption unit 1404 and removed. Specifically, the beam diameter of the parallel light (collimated beam) in the oscillation light 1502 is 200 μm. However, since the beam diameter of the excitation light 1501 is 430 μm, the excitation light absorbing portion in which a pinhole of about 250 μm is formed. By providing 1404, it can be absorbed and converted into thermal energy. The converted thermal energy is dissipated and dissipated to the housing 1407 holding the lenses 1403 and 1405. The oscillation light that has passed through the slit is again coupled to the single-mode polarization maintaining fiber 1406 by the coupling lens 1405 and guided through the core portion of the fiber. By adopting the structure described above, the remaining fundamental wave can be shielded, and the problem of fiber deterioration can be avoided.

また、偏波保持ファイバの軸方向を直交させる(偏波保持ファイバのfast軸とslow軸を一致させ、光学的に接続する)方法により単一偏光化を実現する場合、ファイバが加熱されることによりファイバの複屈折率が変化し、偏波面がうごき、波長変換後の出力が変動するため、励起光吸収部により変換された熱エネルギーが偏波保持ファイバに伝わらないよう断熱されていることが望ましい。   In addition, when realizing a single polarization by a method in which the axial direction of the polarization maintaining fiber is orthogonal (the fast axis and the slow axis of the polarization maintaining fiber are matched and optically connected), the fiber is heated. The birefringence of the fiber changes, the polarization plane moves, and the output after wavelength conversion fluctuates, so that the heat energy converted by the pumping light absorber is insulated so that it is not transmitted to the polarization maintaining fiber. desirable.

ここで説明したポンプ光発散・吸収機構1401を組み立てる際には、シングルモードコアを伝搬する発振光の透過量が最大となるように位置あわせをする必要があるが、従来の分離ミラーを挿入する場合と比較して、調整の指針として透過光量を観察するだけでよいので、調整コストが低減できるという特徴を持つ。また使用に際して、10Wの励起光でポンプした場合、本体筐体1407が2.5Wの発熱するため放熱フィンなど放熱機構を設ける必要がある。10W励起時ではCPU用の放熱フィンだけでかまわないが、励起光量が20W以上となるような場合、ポンプ光発散・吸収機構1401を固定した放熱フィンをファンモーターなどで冷却するのが望ましい。   When assembling the pump light divergence / absorption mechanism 1401 described here, it is necessary to perform alignment so that the transmission amount of the oscillation light propagating through the single mode core is maximized, but a conventional separation mirror is inserted. Compared to the case, it is only necessary to observe the amount of transmitted light as an adjustment guideline, and thus the adjustment cost can be reduced. In use, when pumping with excitation light of 10 W, the main body housing 1407 generates 2.5 W of heat, so it is necessary to provide a heat dissipation mechanism such as a heat dissipation fin. At the time of 10 W excitation, only the heat radiation fin for the CPU may be used. However, when the excitation light quantity is 20 W or more, it is desirable to cool the heat radiation fin to which the pump light divergence / absorption mechanism 1401 is fixed with a fan motor or the like.

(実施の形態3)
本願発明の実施の形態3として、ダブルクラッド偏波保持ファイバ1402とシングルモード偏波保持ファイバ1406との間にレンズ系を用い、レーザビームをいったん空間に放出し、誘電体多層膜ミラー1602へ垂直に入射させ、励起光1501と発振光1502を分離し、励起光1501を再びダブルクラッド偏波保持ファイバ1402へ戻す構成について説明する。
(Embodiment 3)
As a third embodiment of the present invention, a lens system is used between the double clad polarization maintaining fiber 1402 and the single mode polarization maintaining fiber 1406, and the laser beam is once emitted into the space and perpendicular to the dielectric multilayer mirror 1602. , The pump light 1501 and the oscillation light 1502 are separated, and the pump light 1501 is returned to the double clad polarization maintaining fiber 1402 again.

レーザ共振器が一組のファイバグレーティング102・104とレーザ活性物質であるYbドープダブルクラッド偏波保持ファイバ103とで構成されており、ポンプ用LD101でポンプする構成は実施の形態1と全く同じである。本実施の形態においては、ダブルクラッド偏波保持ファイバ1402からシングルモード偏波保持ファイバ1406へファイバの種類が切り替わる部分にレンズ系と誘電体多層膜ミラー1602で構成された励起光反射機構1601を設けたところが異なっている。   The laser resonator is composed of a pair of fiber gratings 102 and 104 and a Yb-doped double clad polarization-maintaining fiber 103 that is a laser active material, and the configuration for pumping with the pump LD 101 is exactly the same as in the first embodiment. is there. In the present embodiment, a pumping light reflecting mechanism 1601 composed of a lens system and a dielectric multilayer mirror 1602 is provided at a portion where the type of fiber is switched from the double clad polarization maintaining fiber 1402 to the single mode polarization maintaining fiber 1406. The place is different.

本実施の形態における励起光反射機構について図16を用いて説明する。   The excitation light reflection mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIG.

励起光吸収機構はダブルクラッド偏波保持ファイバ1402、コリメータレンズ1403、誘電体多層膜ミラー1602、結合レンズ1405、シングルモード偏波保持ファイバ1406で構成されている。本実施形態の場合、ダブルクラッド偏波保持ファイバ1402のコア径は6マイクロメートルであり、励起光が伝搬するインナークラッドの径は105マイクロメートル、アウタークラッドの径は125マイクロメートルであった。また、シングルモード偏波保持ファイバ1406のコア径は6マイクロメートルで、クラッド径は125マイクロメートルとなっていた。このとき、コリメータレンズ1403と結合レンズの間に存在する発振光1502が平行光となる領域に915nm帯の光は反射し、1064nm帯の光は透過する誘電体多層膜ミラー1602を配置することにより1064nm帯の光のみ、シングルモード偏波保持ファイバ1406に結合することが可能となる。一方反射された915nm帯の光は再びコリメータレンズ1403より入射され、ダブルクラッド偏波保持ファイバ1402に再び結合・導波する。これにより、残留励起光となっていた915nmの光が再びダブルクラッド偏波保持ファイバ1402によって吸収され、ファイバを往復するうちに励起光の94%(10W励起の場合9.4W)が吸収される。本実施形態の場合、一度ダブルクラッド偏波保持ファイバ1402を通過してきた光を再びダブルクラッド偏波保持ファイバ1402に戻して再吸収させることから励起光のロスを低減することができ、励起光から発振光を得る場合の効率(光−光変換効率)を向上させることができる。   The pumping light absorption mechanism includes a double clad polarization maintaining fiber 1402, a collimator lens 1403, a dielectric multilayer mirror 1602, a coupling lens 1405, and a single mode polarization maintaining fiber 1406. In the case of this embodiment, the core diameter of the double clad polarization maintaining fiber 1402 is 6 micrometers, the diameter of the inner clad through which excitation light propagates is 105 micrometers, and the diameter of the outer clad is 125 micrometers. The single-mode polarization maintaining fiber 1406 has a core diameter of 6 micrometers and a cladding diameter of 125 micrometers. At this time, by disposing a dielectric multilayer mirror 1602 that reflects the 915 nm band light and transmits the 1064 nm band light in a region where the oscillation light 1502 existing between the collimator lens 1403 and the coupling lens becomes parallel light. Only light in the 1064 nm band can be coupled to the single mode polarization maintaining fiber 1406. On the other hand, the reflected light in the 915 nm band is incident again from the collimator lens 1403, and is coupled and guided again to the double clad polarization maintaining fiber 1402. As a result, the 915 nm light that has become the residual pumping light is again absorbed by the double-clad polarization maintaining fiber 1402 and 94% of the pumping light (9.4 W in the case of 10 W pumping) is absorbed while reciprocating through the fiber. . In the case of the present embodiment, light that has once passed through the double-clad polarization maintaining fiber 1402 is returned again to the double-clad polarization maintaining fiber 1402 and reabsorbed, so that the loss of pumping light can be reduced. The efficiency (light-light conversion efficiency) when obtaining oscillation light can be improved.

本実施の形態の別の実施例としてコリメータレンズ1403とシングルモード偏波保持ファイバ1406へ再び発振光1502を結合させる結合レンズ1405との間に誘電体多層膜ミラー1602を挿入していたが、コリメータレンズ1403の表面に915nmを反射させるような反射膜付きコリメートレンズ1702を施すことにより、誘電体多層膜ミラー1002を別に配置する必要がなくなる(図17)。この方法を用いる場合、レンズのアライメントを行うだけで、自動的に残存励起光のアライメントまで完了でき、ミラー角度の調整が不要となる。そのため調整工程を簡略化できるという長所がある。   As another example of this embodiment, the dielectric multilayer mirror 1602 is inserted between the collimator lens 1403 and the coupling lens 1405 for coupling the oscillation light 1502 to the single mode polarization maintaining fiber 1406 again. By providing a collimating lens 1702 with a reflecting film that reflects 915 nm on the surface of the lens 1403, it is not necessary to separately arrange the dielectric multilayer mirror 1002 (FIG. 17). When this method is used, the alignment of the remaining excitation light can be completed automatically only by performing the lens alignment, and the adjustment of the mirror angle becomes unnecessary. Therefore, there is an advantage that the adjustment process can be simplified.

また、別の方法として、光ファイバコネクタ等に使用されるガラスあるいはジルコニア製フェルール1802にダブルクラッド偏波保持ファイバ1402の先端を保持させ、保持した端面を研磨加工した上で、その部分に915nm反射、1064nm透過の誘電体多層膜ミラー1803を形成する方法を用いてもよい(図18)。この場合も、ミラーをファイバ出射端面に設けているため、ミラーのアライメントが不要となる、基本波光源の光軸調整のみアライメントすれば自動的に残存励起光のアライメント無しに調整完了できるため調整工程を大幅に簡略化できるという特徴がある。   As another method, a glass or zirconia ferrule 1802 used for an optical fiber connector or the like is used to hold the tip of the double clad polarization maintaining fiber 1402 and the held end face is polished, and the portion is reflected at 915 nm. , A method of forming a dielectric multilayer film mirror 1803 that transmits 1064 nm may be used (FIG. 18). Also in this case, since the mirror is provided on the fiber exit end face, the alignment of the mirror is unnecessary. If only the optical axis adjustment of the fundamental light source is aligned, the adjustment can be automatically completed without alignment of the remaining excitation light. It can be greatly simplified.

また、偏波保持ファイバの軸方向を直交させる(偏波保持ファイバのfast軸とslow軸を一致させ、光学的に接続する)方法により単一偏光化を実現する場合、ファイバが加熱されることによりファイバの複屈折率が変化し、偏波面がうごき、波長変換後の出力が変動するため、励起光吸収部により変換された熱エネルギーが偏波保持ファイバに伝わらないよう断熱されていることが望ましい。   In addition, when realizing a single polarization by a method in which the axial direction of the polarization maintaining fiber is orthogonal (the fast axis and the slow axis of the polarization maintaining fiber are matched and optically connected), the fiber is heated. The birefringence of the fiber changes, the polarization plane moves, and the output after wavelength conversion fluctuates, so that the heat energy converted by the pumping light absorber is insulated so that it is not transmitted to the polarization maintaining fiber. desirable.

なお、本願発明におけるファイバレーザ光源部材の筐体への配置方法について述べる。残存励起光を吸収・発散・反射する機構、特に吸収・発散させる機構では、熱へ変化した残存励起光のエネルギーが放出される。図19において、ファイバレーザ光源の筐体を1904と表した場合、発熱源となるポンプ用LD101と残存励起光を吸収・発散・反射する機構1901は筐体内のできるだけ上部に配置することが望ましい、特に発振光の出射側に配置されるファイバグレーティング104は発熱源となるレーザダイオード101あるいは残存励起光を吸収・発散・反射する機構1901よりも上部に配置することが望ましく、熱的に分離することが望ましい。その理由として、以上二つの発熱源から発せられた熱より、筐体内の温度は10℃程度上昇する。そのためファイバグレーティング104の反射中心波長は徐々に長波長へシフトすることとなる。この長波長シフトを避けるために熱源から話すことが望ましい。特に図19(a)では、ファイバグレーティング104に温度補償機構1902を取り付け、筐体内に配置した例を示している。また図19(b)ではファイバグレーティング104を筐体内の温度上昇から熱分離するために筐体外に配置した例における配置模式図を示している。また、発熱源付近1904には、放熱フィンと冷却ファンを設けることが望ましい。以上、図14(a)(b)に示したような部材配置を取ることにより、波長変動に対する要求が厳しい(0.01nm以下)波長変換用途にも使用可能な完全空冷ファイバレーザ基本波光源が実現できる。なお、温度補償パッケージは有効であるが、コスト面を考えた場合ファイバグレーティング104を筐体外に配置することがより望ましい。   In addition, the arrangement | positioning method to the housing | casing of the fiber laser light source member in this invention is described. In the mechanism for absorbing / diverging / reflecting the remaining excitation light, in particular, the mechanism for absorbing / diverging, the energy of the remaining excitation light changed to heat is released. In FIG. 19, when the case of the fiber laser light source is represented by 1904, it is desirable that the pump LD 101 serving as a heat source and the mechanism 1901 for absorbing / diverging / reflecting the remaining excitation light be disposed as high as possible in the case. In particular, the fiber grating 104 disposed on the emission side of the oscillation light is desirably disposed above the laser diode 101 serving as a heat source or the mechanism 1901 that absorbs, diverges, and reflects the remaining excitation light, and is thermally separated. Is desirable. The reason for this is that the temperature inside the casing rises by about 10 ° C. from the heat generated from the two heat sources. For this reason, the reflection center wavelength of the fiber grating 104 is gradually shifted to a longer wavelength. It is desirable to speak from a heat source to avoid this long wavelength shift. In particular, FIG. 19A shows an example in which the temperature compensation mechanism 1902 is attached to the fiber grating 104 and disposed in the housing. FIG. 19B shows an arrangement schematic diagram in an example in which the fiber grating 104 is arranged outside the casing in order to thermally separate the temperature rise in the casing. Further, it is desirable to provide heat radiating fins and cooling fans in the vicinity of the heat source 1904. As described above, a completely air-cooled fiber laser fundamental wave light source that can also be used for wavelength conversion applications (0.01 nm or less) that have severe requirements for wavelength variation by adopting the member arrangement as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b). realizable. Although the temperature compensation package is effective, it is more desirable to dispose the fiber grating 104 outside the housing in view of cost.

また、図20・21に本願発明で示したファイバレーザ光源を用いた2次元画像表示装置の構成例を示している。   20 and 21 show a configuration example of a two-dimensional image display device using the fiber laser light source shown in the present invention.

本願発明の波長変換モジュールを適用したレーザディスプレイ(画像表示装置)の構成の一例について図20を用いて説明する。   An example of the configuration of a laser display (image display device) to which the wavelength conversion module of the present invention is applied will be described with reference to FIG.

また、図20に本願で提案しているレーザを光源に用いたプロジェクタシステムの光学エンジン模式図を示している。本実施の形態の2次元画像表示装置2000は、液晶3板式プロジェクターの光学エンジンに本願の内容を適用させた一例である。画像処理部2002、レーザ出力コントローラー(コントローラー)2003とLD電源2004、赤色、緑色、青色レーザ光源2005R、2005G、2005Bと、ビーム形成ロッドレンズ2006R、2006G、2006Bと、リレーレンズ2007R、2007G、2007Bと折り返しミラー2008G、2008Bと、画像を表示させるための2次元変調素子2009R、2009G、2009Bと偏光子2010R、2010G、2010Bと、合波プリズム2011および投影レンズ2012から構成されている。   FIG. 20 shows a schematic diagram of an optical engine of a projector system using a laser proposed in the present application as a light source. The two-dimensional image display device 2000 of the present embodiment is an example in which the contents of the present application are applied to an optical engine of a liquid crystal three-plate projector. Image processing unit 2002, laser output controller (controller) 2003, LD power supply 2004, red, green and blue laser light sources 2005R, 2005G, 2005B, beam forming rod lenses 2006R, 2006G, 2006B, relay lenses 2007R, 2007G, 2007B It is composed of folding mirrors 2008G and 2008B, two-dimensional modulation elements 2009R, 2009G and 2009B for displaying images, polarizers 2010R, 2010G and 2010B, a combining prism 2011 and a projection lens 2012.

グリーンレーザ光源2005Gはグリーン光源の出力をコントロールするコントローラー2003およびLD電源2004で制御される。   The green laser light source 2005G is controlled by a controller 2003 and an LD power source 2004 that control the output of the green light source.

各光源2006R、2006G、2006Bからのレーザ光はロッドレンズ2006R、2006G、2006Bにより、矩形に整形され、リレーレンズ2007R、2007G、2007Bで各色の2次元変調素子を照明する。各色で、2次元に変調された画像を合波プリズム2011で合成し、投影レンズ2012よりスクリーン上に投影することにより映像を表示する。   Laser light from each of the light sources 2006R, 2006G, and 2006B is shaped into a rectangle by rod lenses 2006R, 2006G, and 2006B, and the two-dimensional modulation elements of each color are illuminated by the relay lenses 2007R, 2007G, and 2007B. An image that is two-dimensionally modulated for each color is synthesized by a combining prism 2011 and projected onto a screen from a projection lens 2012 to display an image.

また、グリーンレーザ光源2005Gはレーザ共振器をファイバ内に閉じた系とし、外部からの塵あるいは反射面のミスアライメントなどで共振器の損失が増加することによる出力の経時低下・出力変動を抑制することができる。   In addition, the green laser light source 2005G uses a system in which the laser resonator is closed in the fiber, and suppresses a decrease in output over time and output fluctuation due to an increase in the loss of the resonator due to dust from the outside or a misalignment of the reflecting surface. be able to.

一方画像処理部2002では、入力される映像信号の輝度情報に応じてレーザ光の出力を変動させる光量制御信号を発生し、レーザ出力コントローラー2003に送出する役割を果たしている。輝度情報に応じて光量を制御することにより、コントラストを向上することが可能となる。   On the other hand, the image processing unit 2002 plays a role of generating a light amount control signal for changing the output of the laser light in accordance with the luminance information of the input video signal and sending it to the laser output controller 2003. By controlling the amount of light according to the luminance information, the contrast can be improved.

この際、レーザをパルス駆動し、レーザの点灯時間のデューティー比(点灯時間/(点灯時間+非点灯時間)の値)を変化させることにより平均的な光量を変化させるような制御方法(PWM制御)を取ることもできる。   At this time, a control method (PWM control) in which the laser is pulse-driven and the average light quantity is changed by changing the duty ratio (lighting time / (lighting time + non-lighting time)) of the laser lighting time. ) Can also be taken.

また、このプロジェクタシステムに用いられる緑光源の波長は510nmから550nmの緑色レーザ光を出射する構成としてもよい。この構成により、視感度の高い緑色のレーザ出力光を得ることができ、色再現性の良いディスプレイとして、さらに原色に近い色表現をすることができる。   Further, the green light source used in the projector system may emit green laser light having a wavelength of 510 nm to 550 nm. With this configuration, green laser output light with high visibility can be obtained, and a color expression close to the primary color can be expressed as a display with good color reproducibility.

また、上記目的を達成するために、本発明の2次元画像表示装置は、スクリーンと、
複数のレーザ光源と、レーザ光源を走査する走査部とを備え、レーザ光源は、少なくとも赤色、緑色および青色をそれぞれ出射する光源を用いた構成からなり、レーザ光源のうち、少なくとも緑色の光源は上記のいずれかの波長変換装置を用いた構成としてもよい。
In order to achieve the above object, a two-dimensional image display device of the present invention includes a screen,
The laser light source includes a plurality of laser light sources and a scanning unit that scans the laser light source, and the laser light source includes a light source that emits at least each of red, green, and blue. It is good also as a structure using any one of these wavelength converters.

この構成により、視感度の高い緑色のレーザ出力光を得ることができるので、色再現性の良いディスプレイ等に使用して、さらに原色に近い色表現をすることができる。   With this configuration, it is possible to obtain green laser output light with high visibility, so that it can be used for a display having good color reproducibility and can express a color closer to the primary color.

なお、このようなスクリーンの背後から投影する形態(リアプロジェクションディスプレイ:図4)のほかに、前方投影型構成の2次元画像表示装置をとることも可能である。   In addition to the form of projecting from behind the screen (rear projection display: FIG. 4), it is also possible to take a two-dimensional image display apparatus having a front projection type configuration.

なお、空間変調素子は、透過型液晶あるいは反射型液晶、ガルバノミラーやDMDに代表されるメカニカルマイクロスイッチ(MEMS)を用いた2次元変調素子を用いることももちろん可能である。   As the spatial modulation element, it is of course possible to use a two-dimensional modulation element using a transmissive liquid crystal or a reflective liquid crystal, a galvano mirror, or a mechanical micro switch (MEMS) represented by DMD.

なお、本実施の形態のように反射型空間変調素子やMEMS、ガルバノミラーといった光変調特性に対する偏光成分の影響が少ない光変調素子において、高調波を光ファイバで伝搬する際は、PANDAファイバなどの偏波保持ファイバである必要はないが、液晶を用いた2次元変調デバイスを使用する際には、変調特性と偏光特性が大いに関係するため、偏波保持ファイバを使用することが望ましい。   Note that, in the case of a light modulation element having a small influence of a polarization component on light modulation characteristics such as a reflective spatial modulation element, MEMS, and galvanometer mirror as in the present embodiment, when propagating a harmonic through an optical fiber, a PANDA fiber or the like Although it is not necessary to use a polarization-maintaining fiber, it is desirable to use a polarization-maintaining fiber when using a two-dimensional modulation device using liquid crystal because the modulation characteristics and polarization characteristics are greatly related.

また、図21に示すように、レーザを光源としたディスプレイの一形態として、レーザ光源2102と制御部2103、レーザ光源を点光源から線光源に変換する導光部材2104、線光源から面光源に変換し、液晶パネル全面を照明するための導光板2108、偏光方向をそろえたり照明ムラを除去したりするためのもの偏光板・拡散部材2109そして液晶パネル2110等で構成された液晶ディスプレイ2107を実現することも可能である。つまり本願発明の光源を液晶ディスプレイのバックライト光源として使用することができる。   As shown in FIG. 21, as a form of display using a laser as a light source, a laser light source 2102 and a control unit 2103, a light guide member 2104 for converting the laser light source from a point light source to a line light source, and from a line light source to a surface light source. A light guide plate 2108 for converting and illuminating the entire surface of the liquid crystal panel, a polarizing plate / diffusion member 2109 for aligning the polarization direction and removing uneven illumination, a liquid crystal display 2107 composed of the liquid crystal panel 2110 and the like are realized. It is also possible to do. That is, the light source of the present invention can be used as a backlight light source for a liquid crystal display.

また、図22に示すように本願のレーザ装置をレーザ光源とレーザ光源からの出力を制御する制御部、出力を設定する出力設定部2202、レーザ光源を出力させる出力コネクタ2203、レーザ光を照射したい領域へ導くデリバリファイバ2204、ハンドピース2205などで構成された、医療用光源2200として使用することも可能である。   Also, as shown in FIG. 22, the laser device of the present application is intended to irradiate a laser light source, a control unit for controlling the output from the laser light source, an output setting unit 2202 for setting the output, an output connector 2203 for outputting the laser light source, and laser light. It can also be used as a medical light source 2200 composed of a delivery fiber 2204 leading to an area, a handpiece 2205, and the like.

本願発明のファイバレーザ光源を使用することにより、ファイバレーザ光源、特に1070nm以下直線偏光のファイバレーザ光源で問題となっていた、残存励起光によるファイバ劣化を防止することが可能となり、かつ簡便な方法で単一偏光化が可能となるため、信頼性が向上し、励起高出力の制限を受けないため、発振光出力を増大させることができる。なおかつ、このファイバレーザ光源と波長変換モジュールとを組みあわせた光源を用いることにより、これまで以上の明るさ・大きさをもち、なおかつ高い色再現性を持つ、レーザディスプレイ装置などに応用することが可能となる。   By using the fiber laser light source of the present invention, it is possible to prevent fiber deterioration due to residual pumping light, which has been a problem with fiber laser light sources, particularly fiber laser light sources with a linear polarization of 1070 nm or less, and a simple method. Since single polarization is possible, reliability is improved, and excitation light output is not limited, so that the oscillation light output can be increased. In addition, by using a light source that combines this fiber laser light source and a wavelength conversion module, it can be applied to laser display devices having higher brightness and size than ever and having high color reproducibility. It becomes possible.

従来の第2高調波発生装置と組みあわせたファイバレーザ光源を示す図The figure which shows the fiber laser light source combined with the conventional 2nd harmonic generator 光源の色と、色再現範囲との関係を示した色度図Chromaticity diagram showing the relationship between the color of the light source and the color reproduction range 従来例で提案されていた、発振光の取り出し方法に関する図Diagram related to oscillation light extraction method proposed in the conventional example ダブルクラッド偏波保持ファイバとシングルモード偏波保持ファイバとの接続部分の模式図Schematic diagram of the connection between the double clad polarization maintaining fiber and the single mode polarization maintaining fiber Yb添加ダブルクラッドファイバの吸収スペクトルを示すプロット図Plot showing absorption spectrum of Yb-doped double clad fiber ファイバ接続方法による単一偏光化方法を実現したファイバレーザ光源の構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of a fiber laser light source realizing a single polarization method using a fiber connection method ファイバグレーティングの反射スペクトルと発振波長との関係を示した模式図Schematic diagram showing the relationship between the reflection spectrum of the fiber grating and the oscillation wavelength ファイバ接続方法による単一偏光化方法を実現したファイバレーザ光源に残存励起光処理機構を適用させた場合を示した模式図Schematic diagram showing the case where a residual pumping light processing mechanism is applied to a fiber laser light source that realizes a single polarization method using a fiber connection method 図8のファイバレーザの一方の偏光成分における出力変動量を示したプロット図Plot diagram showing output fluctuation amount in one polarization component of the fiber laser of FIG. 本発明実施の形態1における一つめの実施例:ファイバ接続方法による単一偏光化方法を実現したファイバレーザ光源に残存励起光処理機構を適用させた場合を示した模式図First example of Embodiment 1 of the present invention: Schematic diagram showing a case where a residual pumping light processing mechanism is applied to a fiber laser light source realizing a single polarization method by a fiber connection method 図10(本発明実施の形態1)のファイバレーザの一方の偏光成分における出力変動量を示したプロット図10 is a plot diagram showing the amount of output fluctuation in one polarization component of the fiber laser of the first embodiment of the present invention. 本発明実施の形態1におけるもう一つの実施例:ファイバ接続方法による単一偏光化方法を実現したファイバレーザ光源に残存励起光処理機構を適用させた場合を示した模式図Another example of Embodiment 1 of the present invention: Schematic diagram showing a case where a residual pumping light processing mechanism is applied to a fiber laser light source that realizes a single polarization method by a fiber connection method 本発明実施の形態における単一偏光化を実現したファイバ接続部の保持方法を示した模式図The schematic diagram which showed the holding method of the fiber connection part which implement | achieved single polarization in embodiment of this invention 本発明実施の形態2における実施例:ファイバ接続方法による単一偏光化方法を実現したファイバレーザ光源に残存励起光処理機構を適用させた場合を示した模式図Example in Embodiment 2 of the present invention: Schematic diagram showing a case where a residual pumping light processing mechanism is applied to a fiber laser light source that realizes a single polarization method by a fiber connection method 本発明実施の形態2における実施例:残存励起光処理機構部分を拡大した模式図Example in Embodiment 2 of the present invention: Schematic diagram enlarging the residual excitation light processing mechanism portion 本発明実施の形態3における一つめの実施例:残存励起光処理機構部分を拡大した模式図Example 1 of Embodiment 3 of the present invention: schematic diagram enlarging the remaining excitation light processing mechanism part 本発明実施の形態3における2つめの実施例:残存励起光処理機構部分を拡大した模式図Second example in the third embodiment of the present invention: schematic diagram enlarging the remaining excitation light processing mechanism part 本発明実施の形態3における3つめの実施例:残存励起光処理機構部分を拡大した模式図Third example of Embodiment 3 of the present invention: schematic diagram enlarging the remaining excitation light processing mechanism part 本発明のレーザ光源における、残存励起光処理機構の配置位置を示した模式図The schematic diagram which showed the arrangement position of the residual excitation light processing mechanism in the laser light source of this invention 本発明のレーザ光源を適用したプロジェクター(プロジェクションディスプレイ)の構成例を示した模式図The schematic diagram which showed the structural example of the projector (projection display) to which the laser light source of this invention was applied 本発明のレーザ光源を適用した液晶ディスプレイの構成例を示した模式図The schematic diagram which showed the structural example of the liquid crystal display which applied the laser light source of this invention 本発明のレーザ光源を適用した医療用光源の構成例を示した模式図The schematic diagram which showed the structural example of the medical light source to which the laser light source of this invention was applied

符号の説明Explanation of symbols

101 ポンプ用LD
102 ファイバグレーティング
103 Ybドープダブルクラッド偏波保持ファイバ
104 ファイバグレーティング
105 単一偏光化機構(ポラライザ)
106 発振光伝搬ファイバ
107 第2高調波
108 SHGモジュール(波長変換機構)
109 被覆剥離部
110 融着接続部
111 ダブルクラッド偏波保持ファイバ
112 シングルモード偏波保持ファイバ
301 励起光源
302 励起光
303 発振光
304 レンズ
305 ミラー
306 レンズ
307 シングルモード希土類ドープファイバ
401 被覆
402 アウタークラッド
403 インナークラッド
404 シングルモードコア
405 シングルモードコア
406 クラッド
407 発熱部
408 被覆
409 残存励起光
410 融着接続部
801 ポンプ光発散・吸収機構
802 シングルモードファイバコイル素線
803 アルマイト板
1201 ポンプ光発散吸収機構
1202 ダブルクラッドファイバコイル素線
1203 屈折率補償樹脂
1204 容器
1301 保持具
1302 気体
1303 接着剤
1304 ケミカルフィルタ
1401 ポンプ光発散・吸収機構
1402 ダブルクラッド偏波保持ファイバ
1403 コリメータレンズ
1404 残存励起光吸収部
1405 結合レンズ
1406 シングルモード偏波保持ファイバ
1407 筐体
1501 励起光
1502 発振光
1601,1701,1801 ポンプ光反射機構
1602 誘電体多層膜ミラー
1702 反射膜付きコリメートレンズ
1802 フェルール
1803 誘電体多層膜ミラー
101 LD for pump
102 fiber grating 103 Yb-doped double clad polarization maintaining fiber 104 fiber grating 105 single polarization mechanism (polarizer)
106 Oscillating light propagation fiber 107 Second harmonic 108 SHG module (wavelength conversion mechanism)
109 Coating peeling part 110 Fusion splicing part 111 Double clad polarization maintaining fiber 112 Single mode polarization maintaining fiber 301 Pumping light source 302 Pumping light 303 Oscillating light 304 Lens 305 Mirror 306 Lens 307 Single mode rare earth doped fiber 401 Covering 402 Outer cladding 403 Inner clad 404 Single mode core 405 Single mode core 406 Cladding 407 Heat generating part 408 Coating 409 Residual excitation light 410 Fusion splicing part 801 Pump light divergence / absorption mechanism 802 Single mode fiber coil element wire 803 Anodized plate 1201 Pump light divergence absorption mechanism 1202 Double clad fiber coil strand 1203 Refractive index compensation resin 1204 Container 1301 Holder 1302 Gas 1303 Adhesive 1304 Cull filter 1401 Pump light divergence / absorption mechanism 1402 Double clad polarization maintaining fiber 1403 Collimator lens 1404 Residual excitation light absorption unit 1405 Coupled lens 1406 Single mode polarization maintaining fiber 1407 Case 1501 Excitation light 1502 Oscillation light 1601, 1701, 1801 Pump Light reflection mechanism 1602 Dielectric multilayer mirror 1702 Collimating lens with reflection film 1802 Ferrule 1803 Dielectric multilayer mirror

Claims (18)

レーザ活性物質としての希土類添加ダブルクラッドファイバと、
ダブルクラッド希土類添加ファイバを励起する励起用半導体レーザと、
ダブルクラッド希土類添加ファイバの両端に配置されたレーザ発振波長を決定する広帯域のファイバグレーティングと狭帯域のファイバグレーティングで構成される一組のファイバグレーティングと
残存励起光処理機構と
偏光方向を直線方向にする偏光単一化機構と
希土類ファイバより発生したレーザ光の波長を変換する波長変換モジュールとで
構成されているレーザ光源装置において、
偏光単一化機構がファイバの接続方法により実現されており、
単一偏光を実現するために接続されたファイバの一方を伝搬した残存励起光が他方のファイバに伝搬する量を
前記残存励起光処理機構により低減していることを特徴とするレーザ光源。
A rare earth doped double clad fiber as a laser active material;
A pumping semiconductor laser for pumping a double clad rare earth doped fiber;
A pair of fiber gratings composed of a broadband fiber grating and a narrow-band fiber grating that determine the laser oscillation wavelength placed at both ends of a double-clad rare-earth doped fiber, a residual excitation light processing mechanism, and a polarization direction that is a linear direction In a laser light source device composed of a polarization unifying mechanism and a wavelength conversion module that converts the wavelength of laser light generated from a rare earth fiber,
The polarization unification mechanism is realized by the fiber connection method,
A laser light source characterized in that the residual pumping light processing mechanism reduces the amount of residual pumping light propagating through one of the fibers connected to realize a single polarization to the other fiber.
前記残存励起光処理機構が、
光エネルギーから熱エネルギーへ変換する機能を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。
The residual excitation light processing mechanism is
The laser light source according to claim 1, which has a function of converting light energy into heat energy.
前記残存励起光処理機構が前記偏光単一化機構よりも
前記励起用半導体レーザに光学的に近い位置に配置されていることを特徴する請求項1に記載のレーザ光源。
2. The laser light source according to claim 1, wherein the residual excitation light processing mechanism is disposed at a position optically closer to the excitation semiconductor laser than the polarization unification mechanism.
前記残存励起光処理機構が、
光反射機能を利用したものであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。
The residual excitation light processing mechanism is
The laser light source according to claim 1, wherein the laser light source uses a light reflection function.
前記励起用半導体レーザの発振波長が900−950nmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。 The laser light source according to claim 1, wherein an oscillation wavelength of the semiconductor laser for excitation is in a range of 900 to 950 nm. 前記希土類添加ダブルクラッドファイバが偏波保持機能を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。 The laser light source according to claim 1, wherein the rare earth-doped double clad fiber has a polarization maintaining function. 前記残存励起光処理機構として、ファイバの曲率による光放射を利用していることを特徴とする請求項1、または、請求項2に記載のレーザ光源。 The laser light source according to claim 1, wherein the residual excitation light processing mechanism uses light radiation by a curvature of a fiber. 前記残存励起光処理機構として、光を放射させるファイバ部分を屈折率1.5以上の材料でモールドしていることを特徴とする請求項1、または、請求項2に記載のレーザ光源。 3. The laser light source according to claim 1, wherein, as the residual excitation light processing mechanism, a fiber portion that emits light is molded with a material having a refractive index of 1.5 or more. 前記残存励起光処理機構として、残存励起光と発振光との色収差を利用していることを特徴とする請求項1、または、請求項2に記載のレーザ光源。 The laser light source according to claim 1, wherein the residual excitation light processing mechanism uses chromatic aberration between residual excitation light and oscillation light. 前記残存励起光処理機構として、残存励起光処理機構の筐体内・レンズ・ファイバ先端に反射機構が具備されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザ光源。 The laser according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflection mechanism is provided in the housing, the lens, and the fiber tip of the residual excitation light processing mechanism as the residual excitation light processing mechanism. light source. 前記残存励起光処理機構として、ダブルクラッドファイバ内に反射機構が具備されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーザ光源。 The laser light source according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflection mechanism is provided in a double clad fiber as the residual excitation light processing mechanism. 励起光源あるいは残存光処理機構が、ファイバレーザ装置筐体内で、狭帯域ファイバグレーティングよりも上部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。 The laser light source according to claim 1, wherein the excitation light source or the residual light processing mechanism is disposed above the narrow-band fiber grating in the fiber laser device housing. 前記狭帯域ファイバグレーティングがファイバレーザ装置筐体外部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源。 2. The laser light source according to claim 1, wherein the narrow-band fiber grating is disposed outside a fiber laser device housing. 前記狭帯域ファイバグレーティングがファイバレーザ装置筐体内部に配置されており、かつ前記狭帯域ファイバグレーティングは温度補償機構を具備していることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のレーザ光源。 12. The narrow band fiber grating is disposed inside a fiber laser device housing, and the narrow band fiber grating is provided with a temperature compensation mechanism. The laser light source described in 1. 発振波長が1030〜1070nmのファイバレーザ光源を用い、515nm〜535nmの光を波長変換により発生させることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のレーザ光源。 The laser light source according to any one of claims 1 to 14, wherein a fiber laser light source having an oscillation wavelength of 1030 to 1070 nm is used, and light having a wavelength of 515 to 535 nm is generated by wavelength conversion. 請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のレーザ光源とレーザ出力コントローラーと電源装置と
整形光学系と2次元変調素子と、投影レンズとを具備していることを特徴とする2次元画像表示装置。
A two-dimensional device comprising: the laser light source according to any one of claims 1 to 15, a laser output controller, a power supply device, a shaping optical system, a two-dimensional modulation element, and a projection lens. Image display device.
請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のレーザ光源とレーザ光源の制御部から構成される光源ユニットと導光部材と偏光板・拡散部材と液晶パネルとを具備していることを特徴とする液晶ディスプレイ装置
を使用していることを特徴とする2次元画像表示装置。
It has the light source unit comprised from the laser light source of any one of Claims 1-15, and the control part of a laser light source, a light guide member, a polarizing plate, a diffusion member, and a liquid crystal panel. A two-dimensional image display device characterized by using a liquid crystal display device.
請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のレーザ光源と
レーザ光源の出力制御部と出力設定部と
レーザ光源を出力するファイバを具備していることを特徴とする医療用レーザ光源装置。
A medical laser light source device comprising: the laser light source according to any one of claims 1 to 15; an output control unit for the laser light source; an output setting unit; and a fiber for outputting the laser light source. .
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