JP2011060854A - 増幅用光ファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 増幅用光ファイバ110は、コア111と、クラッド112と、を備え、コア111は、Yb2O3と、P2O5と、Al2O5と、B2O3とが添加される石英から構成され、Yb2O3の石英に対する濃度は、0.1〜0.7mol%であり、P2O5の石英に対する濃度は、1.0〜10.0mol%であり、P2O5とAl2O3のモル濃度比は、P2O5/Al2O3とした場合に0.8〜1.2であり、B2O3の石英に対する濃度は、0.8〜4.0mol%であり、コア111はクラッド112よりも屈折率が高いことを特徴とするものである。
【選択図】 図2
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
まず、石英ガラス微粒子(スート)の堆積を行う。スートの堆積は、四塩化ケイ素(SiCl4)と酸素(O2)とが含まれる混合ガスを原料ガスとして石英管内に供給しながら、酸水素バーナにより石英管を加熱することにより行う。こうして、石英管の内壁面にスートが堆積される。このとき、オキシ塩化リン(POCl3)を原料ガスに混合して供給することにより、スートの堆積と共にPを添加する。なお、P2O5の添加濃度が1.0〜10.0mol%となるように調整をする。
次にスートを堆積した石英管内に塩化イッテルビウム(YbCl3)及び塩化アルミニウム(AlCl3)を溶解した水溶液を充填し、スート中にYb及びAlを分散させて添加する。このとき、YbCl3及びAlCl3が溶解した水溶液の濃度を調整することにより、Yb2O3の添加濃度が0.1〜0.7mol%となるように調整すると共に、Al2O3の添加濃度が1.0〜10.0mol%となるように調整する。なお、このときP2O5とAl2O3とのモル濃度比がP2O5/Al2O3とした場合に0.8〜1.2となるように調整をする。
次に三臭化ホウ素(BBr3)を石英管内に供給しながら酸水素バーナにより石英管を加熱し、スートを焼結すると共にBを添加する。Bの添加濃度は、B2O3の石英に対する濃度が0.8〜4.0mol%となるように調整する。
次に酸水素バーナの温度をさらに上げてスートの透明化を行う。こうして、増幅用光ファイバ110の母材におけるコア111となるプリフォームロッドが得られる。
次に、増幅用光ファイバ110のクラッド112となる石英管を準備し、この貫通孔の中に先に得られたプリフォームロッドを挿入して、加熱し一体化をする。こうして、増幅用光ファイバ110の母材が得られる。
次に得られた母材を加熱して線引する。この線引に続いて、内側樹脂クラッド113となるポリマー樹脂を塗布すると共に紫外線を照射して内側樹脂クラッド113を形成し、さらに、外側樹脂クラッド114となる紫外線硬化性樹脂を塗布すると共に紫外線を照射して外側樹脂クラッド114を形成する。こうして増幅用光ファイバ110が得られる。
次に、本発明の第2実施形態について図3を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、重複する説明は省略する。図3は、本実施形態に係るファイバレーザ装置に用いる増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。具体的には、図3の(A)は、増幅用光ファイバの断面における構造を模式的に示す図であり、図2の(B)は、図2の(A)におけるIII−III線での屈折率の様子を模式的に示す図である。
次に、本発明の第3実施形態について図4を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態、第2実施形態と同一又は同等の構成要素については、重複する説明は省略する。図4は、本実施形態に係るファイバレーザ装置に用いる増幅用光ファイバの長さ方向に垂直な方向における断面の様子を模式的に示す図である。具体的には、図4の(A)は、増幅用光ファイバの断面における構造を模式的に示す図であり、図4の(B)は、図4の(A)におけるIV−IV線での屈折率の様子を模式的に示す図である。
第2実施形態と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)により評価したコアとなる部分におけるYb2O3、P2O5、Al2O5、B2O3の石英に対する添加濃度は、それぞれ0.1mol%、2.1mol%、2.1mol%、0.8mol%であった。次に第2実施形態のジャケット工程と同様の工程を行い、その後、1300℃で30分間アニールを行いホーリーファイバの母材を作成した。
堆積工程におけるPOCl3の流量と、液浸工程におけるYbCl3とAl2O3の水溶液濃度と、焼結工程におけるBBr3の流量が異なること以外は、実施例1と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、EPMAにより評価したコアとなる部分におけるYb2O3、P2O5、Al2O5、B2O3の石英に対する添加濃度は、それぞれ0.7mol%、4.3mol%、4.1mol%、8.0mol%であった。次に、実施例1と同様にしてホーリーファイバの母材を作成した。
堆積工程におけるPOCl3の流量と、液浸工程におけるYbCl3とAl2O3の水溶液濃度と、焼結工程におけるBBr3の流量が異なること以外は、実施例1と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、EPMAにより評価したコアとなる部分におけるYb2O3、P2O5、Al2O5、B2O3の石英に対する添加濃度は、それぞれ0.3mol%、3.7mol%、3.6mol%、2.9mol%であった。次に第3実施形態のジャケット工程と同様の工程を行い、その後、1300℃で30分間アニールを行いフォトニック結晶ファイバの母材を作成した。
堆積工程におけるPOCl3の流量と、液浸工程におけるYbCl3とAl2O3の水溶液濃度と、焼結工程におけるBBr3の流量が異なること以外は、実施例1と同様にして増幅用光ファイバのコアとなるプリフォームロッドを作成した。このとき、EPMAにより評価したコアとなる部分におけるYb2O3、P2O5、Al2O5、B2O3の石英に対する添加濃度は、それぞれ0.7mol%、6.8mol%、7.0mol%、7.1mol%であった。次に、実施例3と同様にしてフォトニック結晶ファイバの母材を作成した。
焼結工程において三臭化ホウ素(BBr3)を石英管内に供給しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、ホーリーファイバの母材を作成した。
焼結工程において三臭化ホウ素(BBr3)を石英管内に供給しなかったこと以外は、実施例3と同様にして、フォトニック結晶ファイバの母材を作成した。
11・・・励起光源
30、35・・・ダブルクラッドファイバ
40・・・ポンプコンバイナ
50・・・第1FBG
55・・・第2FBG
110・・・増幅用光ファイバ
111・・・コア
112・・・クラッド
113・・・内側樹脂クラッド
114・・・外側樹脂クラッド
120・・・ホーリーファイバ
121・・・コア
122・・・クラッド
124・・・空孔
126・・・内側樹脂クラッド
127・・・外側樹脂クラッド
130・・・フォトニック結晶ファイバ
131・・・コア
132・・・クラッド
134・・・高屈折率部
136・・・内側樹脂クラッド
137・・・外側樹脂クラッド
200・・・ファイバレーザ装置
Claims (5)
- コアと、
クラッドと、
を備え、
前記コアは、Yb2O3と、P2O5と、Al2O5と、B2O3とが添加される石英から構成され、
前記Yb2O3の石英に対する濃度は、0.1〜0.7mol%であり、
前記P2O5の石英に対する濃度は、1.0〜10.0mol%であり、
前記P2O5と前記Al2O3のモル濃度比は、P2O5/Al2O3とした場合に0.8〜1.2であり、
前記B2O3の石英に対する濃度は、0.8〜4.0mol%であり、
前記コアは前記クラッドよりも屈折率が高い
ことを特徴とする増幅用光ファイバ。 - コアと、
クラッドと、
を備え、
前記クラッドには、前記コアと並行に形成されて、前記コアを取り囲む複数の空孔が形成され、
前記コアは、Yb2O3と、P2O5と、Al2O5と、B2O3とが添加される石英から構成され、
前記Yb2O3の石英に対する濃度は、0.1〜0.7mol%であり、
前記P2O5の石英に対する濃度は、1.0〜10.0mol%であり、
前記P2O5と前記Al2O3のモル濃度比は、P2O5/Al2O3とした場合に0.8〜1.2であり、
前記B2O3の石英に対する濃度は、0.8〜8.0mol%であり、
前記B2O3と前記Yb2O3とのモル濃度比は、B2O3/Yb2O3とした場合に8.0〜12.0であることを特徴とする増幅用光ファイバ。 - コアと、
クラッドと、
を備え、
前記クラッドには、前記コアと並行に形成されて、前記コアを取り囲み周期的に配列される高屈折率部が形成され、
前記コアは、Yb2O3と、P2O5と、Al2O5と、B2O3とが添加される石英から構成され、
前記Yb2O3の石英に対する濃度は、0.1〜0.7mol%であり、
前記P2O5の石英に対する濃度は、1.0〜10.0mol%であり、
前記P2O5と前記Al2O3のモル濃度比は、P2O5/Al2O3とした場合に0.8〜1.2であり、
前記B2O3の石英に対する濃度は、0.8〜8.0mol%であり、
前記B2O3と前記Yb2O3とのモル濃度比は、B2O3/Yb2O3とした場合に8.0〜12.0である
ことを特徴とする増幅用光ファイバ。 - 前記クラッドにおける前記空孔または高屈折率部が形成されていない領域と、前記コアとの屈折率差が−0.05〜0.05%であることを特徴とする請求項2または3に記載の増幅用光ファイバ。
- 請求項1〜4に記載の増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバに入力される励起光を出力する励起光源と、
を備えることを特徴とするファイバレーザ装置。
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JP2009206291A JP2011060854A (ja) | 2009-09-07 | 2009-09-07 | 増幅用光ファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置 |
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2009
- 2009-09-07 JP JP2009206291A patent/JP2011060854A/ja active Pending
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