JP2012129264A - Fiber laser oscillation method and fiber laser oscillation device - Google Patents

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稔彦 嶋
Tomomi Nishida
ともみ 西田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber laser oscillation method and device, capable of stably obtaining high output power of oscillation light with easy control.SOLUTION: A fiber laser oscillation device includes an optical fiber 1 and a control device 10. Since the control device 10 performs control so that excitation light L2 having the lowest absorption rate by the optical fiber 1 among a plurality of the excitation light L2, L3, L4 with a different wavelength is made incident into the optical fiber 1 at first, the intensity of the excitation light L2 is maintained at a value exceeding a threshold value which enables oscillation of oscillation light over an entire length of the optical fiber. Thereby, the entire length of the optical fiber is put in an inverting distribution state, which can prevent an optical fiber break due to a giant pulse that tends to occur in the presence of an optical fiber portion not to be put in the inverting distribution state. Subsequently, the remaining excitation light L3, L4 are made incident into the optical fiber, which makes oscillation light L1 generated and amplified. Thus, high output power of the oscillation light can be stably obtained with easy control.

Description

本発明は、レーザ活性物質を含むコア部材を内部に有する光ファイバに励起光を入射し、コア部材の内部で発振光を発生および増幅させ出射するファイバレーザ発振方法およびファイバレーザ発振装置に関する。   The present invention relates to a fiber laser oscillating method and a fiber laser oscillating device for making excitation light incident on an optical fiber having a core member containing a laser active substance therein, generating and amplifying oscillation light inside the core member, and emitting it.

例えば、特許文献1には、所定のパターン信号を生成するパターン発生器と、該パターン信号を入力してレーザ光を出射する複数の半導体レーザと、該レーザ光を一端面から入射して増幅し他端面から出射する光ファイバとを備えたファイバレーザ発振装置(ファイバレーザ変調装置)が開示されている。このファイバレーザ発振装置は、パターン信号を低出力期間、出力上昇期間、高出力期間および出力低下期間の4期間の出力レベルで形成しているので、サージパルスを伴わない矩形状のパルス光となるレーザ光を出射することができる。   For example, Patent Document 1 discloses a pattern generator that generates a predetermined pattern signal, a plurality of semiconductor lasers that receive the pattern signal and emit laser light, and amplifies the laser light incident from one end surface. A fiber laser oscillation device (fiber laser modulation device) including an optical fiber emitting from the other end surface is disclosed. In this fiber laser oscillation device, the pattern signal is formed with output levels of four periods of a low output period, an output increase period, a high output period, and an output decrease period, so that it becomes rectangular pulse light without a surge pulse. Laser light can be emitted.

また、特許文献2には、レーザ活性物質を含む光ファイバと、光ファイバの両端側に配置され所定の波長の光のみ反射する2つのミラーと、光ファイバの一端面から波長の異なる2つの励起光を入射する2つの励起光源とを備え、光ファイバの内部で発振光を発生および増幅させ光ファイバの他端面から出射するファイバレーザ発振装置(光ファイバレーザ)が開示されている。このファイバレーザ発振装置は、一方の励起光源によりレーザ発振状態における所定のエネルギ準位にある原子を下部エネルギ準位へ遷移し、他方の励起光源により発振光を励起しているので、安定したレーザ発振を持続することができる。   Patent Document 2 discloses an optical fiber containing a laser active substance, two mirrors that are disposed at both ends of the optical fiber and reflect only light of a predetermined wavelength, and two excitations having different wavelengths from one end face of the optical fiber. There has been disclosed a fiber laser oscillation device (optical fiber laser) that includes two excitation light sources that enter light, generates and amplifies oscillation light inside the optical fiber, and emits the light from the other end surface of the optical fiber. In this fiber laser oscillation device, an atom at a predetermined energy level in a laser oscillation state is shifted to a lower energy level by one excitation light source, and oscillation light is excited by the other excitation light source. Oscillation can be sustained.

また、特許文献3には、ダブルクラッド型の光ファイバと、光ファイバの一端面からコア部材に信号光を入射する信号光源と、光ファイバの一端面からコア部材又は内側クラッド部材に信号光とは波長の異なる励起光を入射する励起光源とを備え、励起光により信号光を増幅させ光ファイバの他端面から出射するファイバレーザ発振装置(ファイバレーザ)が開示されている。このファイバレーザ発振装置は、信号光の出射を待機状態にするときに、入射される励起光のパワーを0より大きなパワーで一定時間保持した後に0としているので、装置の立ち上がり時の信号光の出射状態を改善することができる。   Patent Document 3 discloses a double-clad optical fiber, a signal light source that makes signal light incident on a core member from one end face of the optical fiber, and signal light that enters the core member or inner clad member from one end face of the optical fiber. Discloses a fiber laser oscillation device (fiber laser) that includes a pumping light source that receives pumping light having different wavelengths, amplifies signal light using the pumping light, and emits the light from the other end surface of the optical fiber. In this fiber laser oscillation device, when the emission of the signal light is set to the standby state, the power of the incident excitation light is set to 0 after being held for a certain period of time with a power larger than 0. The emission state can be improved.

また、特許文献4には、レーザ活性物質を含む光ファイバと、光ファイバの一端面および他端面から励起光を夫々入射する2つの励起光源とを備え、光ファイバの内部で発振光を発生および増幅させ光ファイバの他端面から出射するファイバレーザ発振装置(ファイバレーザ発振器)が開示されている。このファイバレーザ発振装置は、発振光の出射面である光ファイバの他端面が発振光に対して部分透過性を有し、光ファイバの一端面が発振光に対して高反射性を有するように形成されているので、高出力の発振光を出射することができる。   Patent Document 4 includes an optical fiber containing a laser active substance, and two excitation light sources that respectively enter excitation light from one end face and the other end face of the optical fiber, and generates oscillation light inside the optical fiber. A fiber laser oscillation device (fiber laser oscillator) that amplifies and emits light from the other end surface of the optical fiber is disclosed. In this fiber laser oscillation device, the other end surface of the optical fiber, which is the emission surface of the oscillation light, is partially transmissive to the oscillation light, and the one end surface of the optical fiber is highly reflective to the oscillation light. Since it is formed, high-power oscillation light can be emitted.

また、特許文献5には、戻り光防止部を介して連結された2本の光ファイバと、光ファイバの一端面から波長の異なる2つの励起光を入射する2つの励起光源とを備え、各光ファイバの内部で2つの発振光を発生および増幅させ光ファイバの他端面から出射するファイバレーザ発振装置(ファイバレーザ装置)が開示されている。このファイバレーザ発振装置は、一方の波長の光が他方の波長の光を含んで共振状態が起こらないようにしているので、2つの発振光を確実に出射することができる。   Patent Document 5 includes two optical fibers connected via a return light prevention unit, and two excitation light sources that receive two excitation lights having different wavelengths from one end face of the optical fiber, A fiber laser oscillation device (fiber laser device) that generates and amplifies two oscillation lights inside an optical fiber and emits the light from the other end surface of the optical fiber is disclosed. In this fiber laser oscillation device, the light of one wavelength includes the light of the other wavelength so that a resonance state does not occur. Therefore, two oscillation lights can be reliably emitted.

特開2007‐142380号公報(段落0010,0021、図4)JP 2007-142380 (paragraphs 0010, 0021, FIG. 4) 特許第2905251号公報(第2頁左欄第29行〜第34行、図1)Japanese Patent No. 2905251 (page 2, left column, lines 29-34, FIG. 1) 特開2008‐91773号公報(段落0010,0012)JP 2008-91773 A (paragraphs 0010, 0012) 特開2009‐253075号公報(段落0011,0022、図1)JP 2009-253075 A (paragraphs 0011 and 0022, FIG. 1) 特開2004‐165396号公報(段落0017〜0022、図2)JP 2004-165396 A (paragraphs 0017 to 0022, FIG. 2)

上述の特許文献1に記載のファイバレーザ発振装置では、パターン信号を低出力期間、出力上昇期間、高出力期間および出力低下期間の4期間の出力レベルで形成する必要があるため、制御が複雑で高コストとなる傾向にある。また、特許文献2に記載のファイバレーザ発振装置では、一方の励起光源はレーザ発振状態における所定のエネルギ準位にある原子を下部エネルギ準位へ遷移させるものであり、他方の励起光源のみが発振光を励起させるものであるため、より高出力な発振光を得ることができない。   In the fiber laser oscillation device described in Patent Document 1 described above, the pattern signal needs to be formed at the output levels of four periods of the low output period, the output increase period, the high output period, and the output decrease period. It tends to be expensive. Further, in the fiber laser oscillation device described in Patent Document 2, one excitation light source transitions atoms at a predetermined energy level in a laser oscillation state to a lower energy level, and only the other excitation light source oscillates. Since it excites light, it is not possible to obtain higher output oscillation light.

一方、特許文献3〜5に記載のファイバレーザ発振装置では、複数の励起光源を用いて発振光を励起させているため、より高出力な発振光を得ることができる。ここで、図9(A)に示すように、光ファイバの入射面(一端面)から入射され透過する励起光の強度は、光ファイバの入射面からの距離が長くなるにつれて指数関数的に減少していく。すなわち、励起光は光ファイバの入射面からファイバ内を進行するに従って光ファイバに徐々に吸収される。光ファイバの入射面の近傍の位置P1においては、励起光の強度は発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値、すなわち、光ファイバを反転分布の状態にするための励起光の限界強度よりも大きな値となっており、図9(B)に示すように、エネルギ準位E0の基底状態にある電子eよりもエネルギ準位E3の励起状態にある電子eの数が多い反転分布の状態となっている。電子eは、エネルギ準位E3に遷移し、ある緩和時間がたつとよりエネルギの低い状態に落ちる。そのとき電子eは、励起していた準位と遷移した光の単位エネルギ差に等しいエネルギの光を放出する。緩和時間の最も長い準位差のものが最もエネルギ、位相、進行方向の揃った光を放出する。緩和時間が長い準位差の励起側の準位にある電子eが誘導放出され、発振光が出射される。   On the other hand, in the fiber laser oscillating devices described in Patent Documents 3 to 5, since the oscillation light is excited using a plurality of excitation light sources, higher output oscillation light can be obtained. Here, as shown in FIG. 9A, the intensity of the excitation light that is incident and transmitted through the incident surface (one end surface) of the optical fiber decreases exponentially as the distance from the incident surface of the optical fiber increases. I will do it. That is, the excitation light is gradually absorbed by the optical fiber as it travels through the fiber from the incident surface of the optical fiber. At the position P1 in the vicinity of the incident surface of the optical fiber, the intensity of the pumping light is a threshold value greater than 0 that can oscillate the oscillating light, that is, the pumping light for making the optical fiber in an inverted distribution state. As shown in FIG. 9B, the inversion has a larger number of electrons e in the excited state of the energy level E3 than the electrons e in the ground state of the energy level E0. It is in the state of distribution. The electron e transitions to the energy level E3 and falls into a lower energy state after a certain relaxation time. At that time, the electron e emits light having an energy equal to the unit energy difference between the excited level and the transitioned light. The light having the longest relaxation time and having the same energy, phase and traveling direction is emitted. Electrons e at the excitation level of the level difference having a long relaxation time are stimulated and emitted, and oscillation light is emitted.

励起光の強度が発振光を発振させることが可能な閾値よりも僅かに大きな値となる光ファイバの入射面から所定距離離間した位置P2においては、図9(C)に示すように、エネルギ準位E0の基底状態にある電子eよりもエネルギ準位E3の励起状態にある電子eの数が僅かに多い反転分布の状態となっている。よって、図9(B)の領域で放出された緩和時間が長い準位差の光により誘導放出され、発振光が出射される。   As shown in FIG. 9C, the energy level is obtained at a position P2 at a predetermined distance from the incident surface of the optical fiber where the intensity of the pumping light is slightly larger than the threshold value at which the oscillation light can be oscillated. The number of electrons e in the excited state of the energy level E3 is slightly higher than that of the electrons e in the ground state at the position E0. Accordingly, stimulated emission is performed by light having a level difference that has been released in the region of FIG. 9B, and oscillation light is emitted.

一方、光ファイバの位置P2からさらに離間した位置P3においては、励起光の強度は発振光を発振させることが可能な閾値よりも小さな値となっており、図9(D)に示すように、エネルギ準位E0の基底状態にある電子eよりもエネルギ準位E3の励起状態にある電子eの数が少なく反転分布の状態に至っていない。よって、図9(B)〜図9(C)の領域で放出された緩和時間の長い準位差の光は励起光として吸収され、誘導放出されない。この状態で励起光の入射が継続されると、図9(D)の領域で吸収が進み、反転分布状態に至った時点でファイバ全体が発振光を出射可能な状態となり、一気に誘導放出が起きるので、光ファイバを破損させるようなジャイアントパルスが発生する。特許文献3〜5に記載のファイバレーザ発振装置では、上述の理由からジャイアントパルスが発生して光ファイバが破損するおそれがある。   On the other hand, at the position P3 further away from the position P2 of the optical fiber, the intensity of the excitation light is smaller than the threshold value at which the oscillation light can be oscillated, as shown in FIG. The number of electrons e in the excited state of the energy level E3 is smaller than the electrons e in the ground state of the energy level E0, and the state of inversion distribution is not reached. Therefore, the light having a long level difference emitted in the region of FIGS. 9B to 9C is absorbed as excitation light and is not stimulatedly emitted. When the excitation light continues to enter in this state, absorption proceeds in the region of FIG. 9D, and when the inversion distribution state is reached, the entire fiber becomes ready to emit oscillation light, and stimulated emission occurs at once. Therefore, a giant pulse that breaks the optical fiber is generated. In the fiber laser oscillators described in Patent Documents 3 to 5, there is a possibility that a giant pulse is generated and the optical fiber is broken due to the above-described reason.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、容易な制御で高出力な発振光を安定して得ることができるファイバレーザ発振方法およびファイバレーザ発振装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fiber laser oscillation method and a fiber laser oscillation apparatus capable of stably obtaining high-power oscillation light with easy control.

〔ファイバレーザ発振方法〕
(請求項1)本発明のファイバレーザ発振方法は、レーザ活性物質を含む光ファイバに波長の異なる複数の励起光を入射して発振光を発生および増幅させ出射するファイバレーザ発振方法であって、前記複数の励起光のうち前記光ファイバに吸収される吸収率が最も低い前記励起光を前記光ファイバに最初に入射し、その後に残りの前記励起光を前記光ファイバに入射して前記発振光を発生および増幅させる。
[Fiber laser oscillation method]
(Claim 1) The fiber laser oscillation method of the present invention is a fiber laser oscillation method for generating and amplifying oscillation light by entering a plurality of excitation lights having different wavelengths into an optical fiber containing a laser active substance, Of the plurality of pump lights, the pump light having the lowest absorptance absorbed by the optical fiber is first incident on the optical fiber, and then the remaining pump light is incident on the optical fiber to generate the oscillation light. Are generated and amplified.

(請求項2)前記吸収率が最も低い前記励起光は前記光ファイバの一端側から入射し、残りの前記励起光は前記光ファイバの一端側および他端側の一方もしくは両方から入射するとよい。   (Claim 2) The pumping light having the lowest absorptance may be incident from one end of the optical fiber, and the remaining pumping light may be incident from one or both of the one end and the other end of the optical fiber.

(請求項3)前記吸収率が最も低い前記励起光が前記光ファイバの内部を進行して端部に達したときに該励起光の強度が前記発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値を下回らないようにするとよい。   (Claim 3) When the pumping light having the lowest absorptance travels inside the optical fiber and reaches the end, the intensity of the pumping light is larger than 0 that can oscillate the oscillating light. It is better not to fall below the threshold value.

〔ファイバレーザ発振装置〕
(請求項4)本発明のファイバレーザ発振装置は、レーザ活性物質を含む光ファイバと、該光ファイバに波長の異なる複数の励起光を夫々入射可能な複数の励起光源と、該複数の励起光源における前記励起光の出射を制御する制御装置と、を備えたファイバレーザ発振装置であって、前記制御装置は、前記複数の励起光のうち前記光ファイバに吸収される吸収率が最も低い前記励起光を前記光ファイバに最初に入射し、その後に残りの前記励起光を前記光ファイバに入射して前記発振光を発生および増幅させる。
[Fiber laser oscillator]
(4) A fiber laser oscillation device according to the present invention includes an optical fiber containing a laser active substance, a plurality of pumping light sources capable of entering a plurality of pumping lights having different wavelengths into the optical fiber, and the pumping light sources. A control device for controlling the emission of the pumping light in the pump, wherein the control device has the lowest absorption rate absorbed by the optical fiber among the plurality of pumping lights Light is first incident on the optical fiber, and then the remaining pump light is incident on the optical fiber to generate and amplify the oscillation light.

(請求項5)前記吸収率が最も低い前記励起光を出射する前記励起光源は前記光ファイバの一端側に配置され、残りの前記励起光を出射する前記励起光源は前記光ファイバの一端側および他端側の一方もしくは両方に配置されているとよい。   (Claim 5) The pumping light source that emits the pumping light having the lowest absorptance is disposed on one end side of the optical fiber, and the pumping light source that emits the remaining pumping light is on one end side of the optical fiber and It is good to arrange at one or both of the other end side.

(請求項6)前記光ファイバのファイバ長は、一端側から入射される前記吸収率が最も低い前記励起光が他端側に達したときに該励起光の強度が前記発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値を下回らない長さに設定されているとよい。   (Claim 6) The fiber length of the optical fiber is such that the intensity of the pumping light oscillates when the pumping light having the lowest absorptance incident from one end reaches the other end. Is set to a length that does not fall below a threshold value greater than 0 possible.

(請求項7)前記光ファイバの他端側に達したときの前記吸収率が最も低い前記励起光の強度は、前記光ファイバの他端側における該励起光の強度の10〜30%の強度であるとよい。   (7) The intensity of the pumping light having the lowest absorptance when reaching the other end of the optical fiber is 10 to 30% of the intensity of the pumping light on the other end of the optical fiber. It is good to be.

(請求項1)本発明によると、光ファイバに入射される波長の異なる複数の励起光のうち光ファイバに吸収される吸収率が最も低い励起光を光ファイバに最初に入射しているので、励起光の強度は光ファイバ全長において発振光を発振させることが可能な閾値を超えた値に維持される。よって、光ファイバ全体を反転分布の状態にすることができ、反転分布の状態に至らないファイバ部分が存在しているときに発生し易いジャイアントパルスによる光ファイバの破損を防止することができる。そして、その後に残りの励起光を光ファイバに入射し、最初に入射した励起光を含む全ての波長の異なる励起光により合波した発振光を発生および増幅させているので、容易な制御で高出力な発振光を安定して得ることができる。   (Claim 1) According to the present invention, since the pumping light having the lowest absorptance absorbed in the optical fiber among the pumping lights having different wavelengths incident on the optical fiber is first incident on the optical fiber, The intensity of the pumping light is maintained at a value that exceeds a threshold that can oscillate oscillation light over the entire length of the optical fiber. Therefore, the entire optical fiber can be in an inversion distribution state, and damage to the optical fiber due to a giant pulse that easily occurs when there is a fiber portion that does not reach the inversion distribution state can be prevented. After that, the remaining pumping light is incident on the optical fiber, and the oscillation light combined with all the pumping light having different wavelengths including the first incident pumping light is generated and amplified. Output oscillating light can be obtained stably.

(請求項2)吸収率が最も低い励起光は光ファイバの一端側から入射しているので、光ファイバの他端側にて該励起光の漏れ光の処理を行うことができる。また、残りの励起光は光ファイバの一端側および他端側の一方もしくは両方から入射するようにしているので、発振光の出力を広い範囲で制御することができる。   (Claim 2) Since the pump light having the lowest absorptance is incident from one end side of the optical fiber, the leakage light of the pump light can be processed on the other end side of the optical fiber. Further, since the remaining excitation light is incident from one or both of the one end side and the other end side of the optical fiber, the output of the oscillation light can be controlled in a wide range.

(請求項3)吸収率が最も低い励起光が光ファイバの内部を進行して端部に達したときに該励起光の強度が発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値を下回らないようにしている。この閾値は、光ファイバを反転分布の状態にするための励起光の限界強度である。よって、光ファイバ全体を反転分布の状態に確実に変化させることができ、ジャイアントパルスの発生を防止して光ファイバの破損を防止することができる。   (Claim 3) When the pumping light having the lowest absorptance travels through the inside of the optical fiber and reaches the end portion, a threshold value having a value larger than 0 that can oscillate the oscillating light is set. I try not to fall below. This threshold value is the limit intensity of the pumping light for bringing the optical fiber into the inverted distribution state. Therefore, the entire optical fiber can be reliably changed to the inversion distribution state, and the occurrence of a giant pulse can be prevented to prevent the optical fiber from being damaged.

(請求項4)制御装置により光ファイバに入射される波長の異なる複数の励起光のうち光ファイバに吸収される吸収率が最も低い励起光を光ファイバに最初に入射するように制御しているので、励起光の強度は光ファイバ全長において発振光を発振させることが可能な閾値を超えた値に維持される。よって、光ファイバ全体を反転分布の状態にすることができ、反転分布の状態に至らないファイバ部分が存在しているときに発生し易いジャイアントパルスによる光ファイバの破損を防止することができる。そして、その後に残りの励起光を光ファイバに入射し、最初に入射した励起光を含む全ての波長の異なる励起光により合波した発振光を発生および増幅させるように制御しているので、容易な制御で高出力な発振光を安定して得ることができる。   (Claim 4) The control device controls the pumping light having the lowest absorption rate that is absorbed by the optical fiber among the pumping lights having different wavelengths incident on the optical fiber so as to be incident on the optical fiber first. Therefore, the intensity of the pumping light is maintained at a value that exceeds the threshold that can oscillate the oscillation light over the entire length of the optical fiber. Therefore, the entire optical fiber can be in an inversion distribution state, and damage to the optical fiber due to a giant pulse that easily occurs when there is a fiber portion that does not reach the inversion distribution state can be prevented. Then, the remaining pumping light is incident on the optical fiber, and control is performed to generate and amplify the oscillating light combined by all the pumping light having different wavelengths including the pumping light that is incident first. High-power oscillation light can be stably obtained by simple control.

(請求項5)吸収率が最も低い励起光は光ファイバの一端側から入射するように構成しているので、光ファイバの他端側にて該励起光の漏れ光の処理を行うことができ簡易な構成とすることができる。また、残りの励起光は光ファイバの一端側および他端側の一方もしくは両方から入射するように構成しているので、制御装置により発振光の出力を広い範囲で制御することができる。   (Claim 5) Since the pump light having the lowest absorptance is configured to enter from one end side of the optical fiber, the leakage light of the pump light can be processed on the other end side of the optical fiber. A simple configuration can be obtained. Further, since the remaining excitation light is configured to enter from one or both of one end side and the other end side of the optical fiber, the output of the oscillation light can be controlled in a wide range by the control device.

(請求項6)光ファイバのファイバ長を一端側から入射される吸収率が最も低い励起光が他端側に達したときに該励起光の強度が発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値を下回らない長さとなるように設定しているので、光ファイバ全体を反転分布の状態に確実に変化させ、ジャイアントパルスの発生を防止して光ファイバの破損を防止することができる。   (Claim 6) When the pumping light having the lowest absorptance incident from one end side of the fiber length of the optical fiber reaches the other end side, the intensity of the pumping light is less than 0 that can oscillate the oscillation light. Since the length is set so as not to fall below the threshold value of a large value, the entire optical fiber can be reliably changed to the inversion distribution state, and the occurrence of a giant pulse can be prevented to prevent the optical fiber from being damaged. .

(請求項7)光ファイバの他端側に達したときの吸収率が最も低い励起光の励起光強度は、光ファイバの一端側における該励起光の強度の10〜30%の強度となるように設定しているので、光ファイバの他端側を発振光の出射面とした場合に該出射面からは適度な漏れ量の漏れ光が出射されることになり、発振効率を高めて高出力の発振光を得ることができる。   (7) The pumping light intensity of the pumping light having the lowest absorptance when reaching the other end side of the optical fiber is 10 to 30% of the pumping light intensity at the one end side of the optical fiber. Therefore, when the other end side of the optical fiber is used as the oscillation light exit surface, leak light with an appropriate amount of leakage is emitted from the exit surface, increasing the oscillation efficiency and high output. Oscillation light can be obtained.

本発明の第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a fiber laser oscillation device according to a first embodiment of the present invention. 図1のファイバレーザ発振装置における光ファイバに入射され透過する励起光の吸収率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the absorptivity of the excitation light which injects into and transmits the optical fiber in the fiber laser oscillation apparatus of FIG. 図1のファイバレーザ発振装置の変形例における光ファイバに入射され透過する励起光の吸収率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the absorption factor of the excitation light which injects into and transmits the optical fiber in the modification of the fiber laser oscillation apparatus of FIG. 励起光の波長と光ファイバにおける励起光の吸収係数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wavelength of excitation light, and the absorption coefficient of excitation light in an optical fiber. 本発明の第2の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the fiber laser oscillation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図5のファイバレーザ発振装置における光ファイバに入射され透過する励起光の吸収率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the absorption factor of the excitation light which injects into and transmits the optical fiber in the fiber laser oscillation apparatus of FIG. 本発明の第3の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the fiber laser oscillation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図7のファイバレーザ発振装置における光ファイバに入射され透過する励起光の吸収率の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the absorption factor of the excitation light which injects into and transmits the optical fiber in the fiber laser oscillation apparatus of FIG. 光ファイバに入射され透過する励起光の強度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the intensity | strength of the excitation light which injects into an optical fiber and permeate | transmits.

<第1実施形態>
(ファイバレーザ発振装置の概要)
第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置の概要を説明する。ファイバレーザ発振装置は、ジャイアントパルスの発生を防止しつつ、高出力の発振光を得ることができるようにしている。
<First Embodiment>
(Outline of fiber laser oscillator)
An overview of the fiber laser oscillator according to the first embodiment will be described. The fiber laser oscillation device can obtain high-power oscillation light while preventing the generation of a giant pulse.

ここで、図9を参照して説明したように、緩和時間の長い準位差の光は励起光として吸収され、誘導放出されない状態で励起光の入射が継続されると吸収が進む。そして、反転分布状態に至った時点でファイバ全体が発振光を出射可能な状態となり、一気に誘導放出が起きるので、光ファイバを破損させるようなジャイアントパルスが発生する。そこで、光ファイバの一端側から入射される励起光が他端側に達したときに該励起光の強度が発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値、すなわち、光ファイバを反転分布の状態にするための励起光の限界強度を下回らない長さとなるようにファイバ長を設定、すなわち図9に示す光ファイバの入射面から所定距離離間した位置P2を出射面として形成する。これにより、光ファイバ全体を反転分布の状態に確実に変化させ、ジャイアントパルスの発生を防止して光ファイバの破損を防止することができる。   Here, as described with reference to FIG. 9, light having a level difference with a long relaxation time is absorbed as excitation light, and the absorption proceeds when the excitation light is continuously incident without being stimulated emission. When the inversion distribution state is reached, the entire fiber becomes ready to emit oscillation light, and stimulated emission occurs at a stretch. Therefore, a giant pulse that breaks the optical fiber is generated. Therefore, when the pumping light incident from one end of the optical fiber reaches the other end, the intensity of the pumping light is a threshold value greater than 0 that can oscillate the oscillation light, that is, the optical fiber is inverted. The fiber length is set so that the length does not fall below the limit intensity of the excitation light for achieving the distribution state, that is, the position P2 spaced apart from the incident surface of the optical fiber shown in FIG. 9 is formed as the exit surface. As a result, the entire optical fiber can be reliably changed to a state of inversion distribution, the occurrence of a giant pulse can be prevented, and the optical fiber can be prevented from being damaged.

また、発振光を発振させる際の効率を高めるためには光ファイバはある程度の長さが必要であり、高出力の発振光を得るためには光ファイバには波長の異なる複数の励起光を入射する必要がある。しかし、複数の励起光すべてが、上述したように、ジャイアントパルスの発生を防止できるような構成とすることは容易ではない。   In addition, the optical fiber needs to have a certain length in order to increase the efficiency when oscillating the oscillation light, and in order to obtain a high output oscillation light, a plurality of excitation lights having different wavelengths are incident on the optical fiber. There is a need to. However, as described above, it is not easy to have a configuration in which all of the plurality of excitation lights can prevent the generation of giant pulses.

そこで、複数の励起光のうち光ファイバに吸収される吸収率が最も低い励起光を上述の所定長の光ファイバに最初に入射する。そうすることで、励起光の強度を光ファイバ全長において発振光を発振させることが可能な閾値を超えた値に維持することができ、光ファイバ全体を反転分布の状態にすることができる。   Therefore, the pump light having the lowest absorption rate absorbed by the optical fiber among the plurality of pump lights is first incident on the optical fiber having the predetermined length. By doing so, it is possible to maintain the intensity of the pumping light at a value exceeding the threshold that can oscillate the oscillation light over the entire length of the optical fiber, and the entire optical fiber can be in an inverted distribution state.

そして、その後に残りの励起光を光ファイバに入射する。残りの励起光は、当該励起光が他端側に達したときに、当該励起光の強度が発振光を発振させることが可能な閾値を下回るものを選択することもできる。仮に、残りの励起光単独で、光ファイバに入射した場合には、ジャイアントパルスが発生するおそれがある。しかし、残りの励起光が光ファイバに入射される前に、既に最低吸収率の励起光が光ファイバに入射されている。そのため、光ファイバ全体が既に反転分布の状態になっている。従って、残りの励起光を入射したとしても、ジャイアントパルスが発生することはない。そして、最初に入射した励起光を含む全ての波長の異なる励起光により合波した高出力な発振光を容易な制御で安定して得ることができる。   Thereafter, the remaining excitation light is incident on the optical fiber. The remaining excitation light can be selected such that when the excitation light reaches the other end side, the intensity of the excitation light falls below a threshold value at which oscillation light can be oscillated. If the remaining excitation light alone is incident on the optical fiber, a giant pulse may be generated. However, before the remaining pump light is incident on the optical fiber, the pump light having the lowest absorption rate is already incident on the optical fiber. Therefore, the entire optical fiber is already in the inversion distribution state. Therefore, even if the remaining excitation light is incident, no giant pulse is generated. And it is possible to stably obtain high-power oscillating light combined by all pumping light having different wavelengths including the first incident pumping light by easy control.

ところで、出射面からの漏れ光は漏れ量が多い場合は発振効率が低下して高出力の発振光を得ることが困難となるため、入射面において励起光の強度を100%としたときに出射面において10〜30%の強度の漏れ光となるように光ファイバのファイバ長を設定する。   By the way, if the amount of leakage light from the emission surface is large, the oscillation efficiency is lowered and it is difficult to obtain high-power oscillation light. Therefore, the emission light is emitted when the intensity of the excitation light is set to 100% on the incident surface. The fiber length of the optical fiber is set so that the leakage light has an intensity of 10 to 30% on the surface.

(ファイバレーザ発振装置の詳細構成)
次に、ファイバレーザ発振装置の詳細構成について、図1を参照して説明する。図1に示すように、ファイバレーザ発振装置は、光ファイバ1と、第1〜第3励起光源2〜4と、第1〜第3ダイクロイックミラー5〜7と、コリメートレンズ8と、集光レンズ9と、第1〜第3励起光源2〜4の励起光の出射を制御する制御装置10とを備えている。光ファイバ1の一端側(図示左側)の端面を光の入射面1aとしたとき、入射面1aに対し垂直方向に延びる光軸A1上において入射面1aよりも遠方から順(左から順)に、第1ダイクロイックミラー5、第2ダイクロイックミラー6、コリメートレンズ8、集光レンズ9が配置され、光ファイバ1の他端側(図示右側)の端面(出射面1b)に対し垂直方向に延びる光軸A1上において第3ダイクロイックミラー7が配置されている。
(Detailed configuration of fiber laser oscillator)
Next, a detailed configuration of the fiber laser oscillation device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the fiber laser oscillation device includes an optical fiber 1, first to third excitation light sources 2 to 4, first to third dichroic mirrors 5 to 7, a collimator lens 8, and a condenser lens. 9 and a control device 10 that controls emission of excitation light from the first to third excitation light sources 2 to 4. When the end surface on one end side (the left side in the drawing) of the optical fiber 1 is a light incident surface 1a, the optical fiber A1 extends in the direction perpendicular to the incident surface 1a from the farther side than the incident surface 1a (in order from the left). , A first dichroic mirror 5, a second dichroic mirror 6, a collimating lens 8, and a condensing lens 9 are disposed, and light extending in a direction perpendicular to the end surface (exiting surface 1 b) on the other end side (right side in the drawing) of the optical fiber 1. A third dichroic mirror 7 is disposed on the axis A1.

そして、第1ダイクロイックミラー5は、光ファイバ1の光軸A1に垂直な面に対し図示左回りにθ°回転配置されている。第2ダイクロイックミラー6は、光ファイバ1の光軸A1に垂直な面に対し図示右回りにθ°回転配置されている。第1励起光源2は、該光源2から出射される励起光L2が第1ダイクロイックミラー5で反射されたとき、励起光L2の光軸A2が光ファイバ1の光軸A1と一致するように配置されている。第2励起光源3は、該光源3から出射される励起光L3が第2ダイクロイックミラー6で反射されたとき、励起光L3の光軸A3が光ファイバ1の光軸A1と一致するように配置されている。第3励起光源4は、該光源4から出射される励起光L4の光軸A4が光ファイバ1の光軸A1と一致するように配置されている。第3ダイクロイックミラー7は、光ファイバ1の光軸A1に垂直な面に対し図示左回りにθ°回転配置されている。なお、各励起光源2,3からの励起光L2,L3の入射角(θ°)を小さくすることによりミラーコーティングのコストを低く抑えたファイバレーザ発振装置を構成することができる。   The first dichroic mirror 5 is arranged to rotate by θ ° counterclockwise with respect to a plane perpendicular to the optical axis A1 of the optical fiber 1. The second dichroic mirror 6 is rotated by θ ° clockwise with respect to the plane perpendicular to the optical axis A1 of the optical fiber 1. The first excitation light source 2 is arranged so that the optical axis A2 of the excitation light L2 coincides with the optical axis A1 of the optical fiber 1 when the excitation light L2 emitted from the light source 2 is reflected by the first dichroic mirror 5. Has been. The second excitation light source 3 is arranged so that the optical axis A3 of the excitation light L3 coincides with the optical axis A1 of the optical fiber 1 when the excitation light L3 emitted from the light source 3 is reflected by the second dichroic mirror 6. Has been. The third excitation light source 4 is arranged so that the optical axis A4 of the excitation light L4 emitted from the light source 4 coincides with the optical axis A1 of the optical fiber 1. The third dichroic mirror 7 is rotated by θ ° counterclockwise with respect to the plane perpendicular to the optical axis A1 of the optical fiber 1. It is to be noted that a fiber laser oscillation device can be configured in which the cost of mirror coating is kept low by reducing the incident angles (θ °) of the excitation light L2 and L3 from the respective excitation light sources 2 and 3.

光ファイバ1は、断面の中心に形成され、例えば、レーザ活性物質である希土類元素としてYbがドープされたコア部材1cと、該コア部材1cの周囲に形成されコア部材1cよりも低屈折率の第1クラッド部材1dと、該第1クラッド部材1dの周囲に形成され第1クラッド部材1dよりも低屈折率の第2クラッド部材1eとで構成されたダブルクラッドタイプのアクティブファイバである。光ファイバ1の入射面1aには、発振光L1を反射する全反射ミラーが設けられ、光ファイバ1の出射面1bには、低強度の発振光を反射し高強度の発振光L1を透過する出力ミラーが設けられている。   The optical fiber 1 is formed in the center of the cross section, and for example, a core member 1c doped with Yb as a rare earth element which is a laser active material, and is formed around the core member 1c and has a lower refractive index than the core member 1c. This is a double clad type active fiber composed of a first clad member 1d and a second clad member 1e formed around the first clad member 1d and having a lower refractive index than the first clad member 1d. The incident surface 1a of the optical fiber 1 is provided with a total reflection mirror that reflects the oscillation light L1, and the emission surface 1b of the optical fiber 1 reflects low-intensity oscillation light and transmits high-intensity oscillation light L1. An output mirror is provided.

この光ファイバ1の励起光としては、例えば、915nm、940nm、976nmの3種類の波長で効率よく励起させることができる。図4に示すように、励起光の波長を変化させたときのこの光ファイバ1の吸収係数は、波長が915nmのときは0.5dB/m、940nmのときは0.2dB/m、976nmのときは2.0dB/mとなる。この光ファイバ1は、例えば、Ybなどを配合しているものとしている。つまり、940nmの波長の励起光の吸収係数が最小、すなわち吸収率(=10^(−吸収係数/10*光ファイバにおける入射面から距離))が最低となる(図2参照)。よって、光ファイバ1のファイバ長は、入射面において励起光の強度を100%としたときに出射面において15%程度の強度の漏れ光となるように、40mと設定される。   As the excitation light of the optical fiber 1, for example, it can be efficiently excited at three types of wavelengths of 915 nm, 940 nm, and 976 nm. As shown in FIG. 4, the absorption coefficient of the optical fiber 1 when the wavelength of the pumping light is changed is 0.5 dB / m when the wavelength is 915 nm, 0.2 dB / m when the wavelength is 940 nm, and 976 nm. Sometimes 2.0 dB / m. The optical fiber 1 is assumed to contain, for example, Yb. That is, the absorption coefficient of excitation light having a wavelength of 940 nm is minimum, that is, the absorptance (= 10 ^ (− absorption coefficient / 10 * distance from the incident surface in the optical fiber)) is minimum (see FIG. 2). Therefore, the fiber length of the optical fiber 1 is set to 40 m so that leakage light having an intensity of about 15% at the exit surface is obtained when the intensity of the excitation light is 100% at the entrance surface.

第1励起光源2は、例えば、波長が940nmの励起光L2を出射可能な光源である。第2励起光源3は、例えば、波長が915nmの励起光L3を出射可能な光源である。第3励起光源4は、例えば、波長が976nmの励起光L4を出射可能な光源である。そして、第1ダイクロイックミラー5は、波長が940nmの励起光L2を反射可能であって波長が976nmの励起光L4を透過可能なミラーである。第2ダイクロイックミラー6は、波長が915nmの励起光L3を反射可能であって波長が940nmおよび976nmの励起光L2,L4を透過可能なミラーである。第3ダイクロイックミラー7は、波長が940nmの漏れ光Laを反射可能であって発振光L1を透過可能なミラーである。   The first excitation light source 2 is, for example, a light source that can emit excitation light L2 having a wavelength of 940 nm. The second excitation light source 3 is a light source capable of emitting excitation light L3 having a wavelength of 915 nm, for example. The third excitation light source 4 is, for example, a light source that can emit excitation light L4 having a wavelength of 976 nm. The first dichroic mirror 5 is a mirror that can reflect the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm and transmit the excitation light L4 having a wavelength of 976 nm. The second dichroic mirror 6 is a mirror that can reflect the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm and transmit the excitation light L2 and L4 having wavelengths of 940 nm and 976 nm. The third dichroic mirror 7 is a mirror that can reflect the leakage light La having a wavelength of 940 nm and transmit the oscillation light L1.

(ファイバレーザ発振装置の動作)
このような構成のファイバレーザ発振装置の動作を説明する。先ず、制御装置10は、第1励起光源2から940nmの波長の励起光L2を出射させる。940nmの波長の励起光L2は、第1ダイクロイックミラー5で反射されて第2ダイクロイックミラー6を透過し、コリメートレンズ8で平行光にされ集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。光ファイバ1内に導光された940nmの波長の励起光L2は、第2クラッド1e内面で反射しながら第1クラッド1d内を透過する。このとき、図2に示すように、940nmの波長の励起光L2は光ファイバ1に吸収されつつも光ファイバ1の出射面1bまで到達するので、光ファイバ1全体を一様の反転分布の状態にすることができる。さらに、940nmの波長の励起光L2が第1クラッド1d内を透過するときにコア部材1cを透過するとコア部材1c内の希土類元素が励起されて発振光が発生する。
(Operation of fiber laser oscillator)
The operation of the fiber laser oscillation device having such a configuration will be described. First, the control device 10 emits excitation light L2 having a wavelength of 940 nm from the first excitation light source 2. The excitation light L2 having a wavelength of 940 nm is reflected by the first dichroic mirror 5 and transmitted through the second dichroic mirror 6, converted into parallel light by the collimating lens 8, and condensed by the condensing lens 9 on the incident surface 1a of the optical fiber 1. Then, the light is guided into the optical fiber 1. The excitation light L2 having a wavelength of 940 nm guided into the optical fiber 1 is transmitted through the first cladding 1d while being reflected by the inner surface of the second cladding 1e. At this time, as shown in FIG. 2, the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm reaches the emission surface 1b of the optical fiber 1 while being absorbed by the optical fiber 1, so that the entire optical fiber 1 has a uniform inversion distribution state. Can be. Furthermore, when the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm is transmitted through the first cladding 1d, the rare earth element in the core member 1c is excited to generate oscillation light.

次に、制御装置10は、第2励起光源3から915nmの波長の励起光L3を出射させると共に第3励起光源4から976nmの波長の励起光L4を出射させる。これらの励起光L3,L4の出射タイミングは同時に出射、もしくは何れか一方の励起光を先に出射した後に他方の励起光を出射する。915nmの波長の励起光L3は、第2ダイクロイックミラー6で反射されてコリメートレンズ8で平行光にされ、集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。976nmの波長の励起光L4は、第1ダイクロイックミラー5および第2ダイクロイックミラー6を透過してコリメートレンズ8で平行光にされ、集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。   Next, the control device 10 emits the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm from the second excitation light source 3 and the excitation light L4 having a wavelength of 976 nm from the third excitation light source 4. The excitation light L3 and L4 are emitted at the same time, or one of the excitation lights is emitted first, and then the other excitation light is emitted. The excitation light L3 having a wavelength of 915 nm is reflected by the second dichroic mirror 6 to be collimated by the collimator lens 8, and is collected by the condenser lens 9 on the incident surface 1 a of the optical fiber 1 and guided into the optical fiber 1. Lighted. The excitation light L4 having a wavelength of 976 nm is transmitted through the first dichroic mirror 5 and the second dichroic mirror 6 to be collimated by the collimator lens 8, and is condensed by the condensing lens 9 on the incident surface 1a of the optical fiber 1. It is guided into the optical fiber 1.

光ファイバ1内に導光された915nmおよび976nmの波長の励起光L3,L4は、第2クラッド1e内面で反射しながら第1クラッド1d内を透過する。このとき、図2に示すように、915nmの波長の励起光L3は、940nmの波長の励起光L2よりも大量に光ファイバ1に吸収されて光ファイバ1の出射面1bに到達するまでに略0になる。976nmの波長の励起光L4は、915nmの波長の励起光L3よりもさらに大量に光ファイバ1に吸収されて光ファイバ1の出射面1bに到達する前に略0になる。これら両励起光L3,L4は、吸収率が100%になるまでに透過したコア部材1c内の希土類元素を励起して発振光を発生させる。   The pumping lights L3 and L4 having wavelengths of 915 nm and 976 nm guided into the optical fiber 1 are transmitted through the first cladding 1d while being reflected by the inner surface of the second cladding 1e. At this time, as shown in FIG. 2, the pumping light L3 having a wavelength of 915 nm is absorbed by the optical fiber 1 in a larger amount than the pumping light L2 having a wavelength of 940 nm to reach the emission surface 1b of the optical fiber 1. 0. The excitation light L4 having a wavelength of 976 nm is absorbed by the optical fiber 1 in a larger amount than the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm and becomes substantially zero before reaching the output surface 1b of the optical fiber 1. These two excitation lights L3 and L4 excite the rare earth element in the core member 1c that has been transmitted until the absorption rate reaches 100% to generate oscillation light.

以上の3つの励起光L2,L3,L4により発生した発振光は合波され、光ファイバ1の出射面1bと入射面1aとの間で反射され増幅されて最終的に高強度となった発振光L1が出射面1bから出射される。出射面1bから出射された発振光L1は、第3ダイクロイックミラー7を透過して図略のレーザ出射部に導光されて出射される。また、出射面1bから漏れる940nmの波長の励起光L2の漏れ光Laは、第3ダイクロイックミラー7で反射されて図略の漏れ光処理部に導光されて装置外部に漏れないように処理される。   Oscillation light generated by the above three excitation lights L2, L3, and L4 is combined, reflected between the exit surface 1b and the entrance surface 1a of the optical fiber 1, and amplified to finally become high intensity. Light L1 is emitted from the emission surface 1b. The oscillation light L1 emitted from the emission surface 1b passes through the third dichroic mirror 7, is guided to a laser emission unit (not shown), and is emitted. Further, the leakage light La of the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm leaking from the emission surface 1b is reflected by the third dichroic mirror 7 and guided to the leakage light processing unit (not shown) so as not to leak outside the apparatus. The

(ファイバレーザ発振装置の作用効果)
以上説明したように、第1の実施の形態のファイバレーザ発振装置によれば、制御装置10により光ファイバ1に入射される波長の異なる3つの励起光L2,L3,L4のうち光ファイバ1に吸収される吸収率が最も低い励起光L2を光ファイバ1に最初に入射するように制御している。よって、励起光の強度は光ファイバ1全長において発振光L1を発振させることが可能な閾値を超えた値に維持され、光ファイバ1全体を反転分布の状態にすることができる。その結果、反転分布の状態に至らないファイバ部分が存在しているときに発生し易いジャイアントパルスによる光ファイバ1の破損を防止することができる。そして、その後に残りの励起光L3,L4を光ファイバ1に入射している。従って、最初に入射した励起光L2を含む全ての波長の異なる励起光L2,L3,L4により合波した発振光を発生および増幅させるように制御しているので、容易な制御で高出力な発振光L1を安定して得ることができる。
(Function and effect of fiber laser oscillator)
As described above, according to the fiber laser oscillation device of the first embodiment, the control device 10 uses the three excitation lights L2, L3, and L4 having different wavelengths incident on the optical fiber 1 to the optical fiber 1. Control is performed so that the pumping light L 2 having the lowest absorption rate is first incident on the optical fiber 1. Therefore, the intensity of the pumping light is maintained at a value exceeding the threshold that can oscillate the oscillation light L1 over the entire length of the optical fiber 1, and the entire optical fiber 1 can be in an inverted distribution state. As a result, it is possible to prevent the optical fiber 1 from being damaged by a giant pulse that is likely to occur when there is a fiber portion that does not reach the inversion distribution state. Then, the remaining excitation lights L3 and L4 are incident on the optical fiber 1 thereafter. Therefore, since the oscillation light combined by all the excitation light L2, L3, and L4 having different wavelengths including the first incident excitation light L2 is controlled to be generated and amplified, high output oscillation can be achieved with easy control. The light L1 can be obtained stably.

また、吸収率が最も低い励起光L2は光ファイバ1の一端側から入射するように構成しているので、光ファイバ1の他端側にて該励起光L2の漏れ光Laの処理を行うことができ簡易な構成とすることができる。また、残りの励起光L3,L4は光ファイバ1の一端側から入射するように構成しているので、制御装置10により発振光L1の出力を広い範囲で制御することができる。   Further, since the pumping light L2 having the lowest absorptance is configured to enter from one end side of the optical fiber 1, the leakage light La of the pumping light L2 is processed on the other end side of the optical fiber 1. Therefore, a simple configuration can be obtained. Further, since the remaining pumping lights L3 and L4 are configured to enter from one end side of the optical fiber 1, the control device 10 can control the output of the oscillation light L1 in a wide range.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置を、第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置を示す図1に対応させた図5を参照して説明する。なお、図5において図1に示す構成と同一な構成は同一番号を付して詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a fiber laser oscillation device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 corresponding to FIG. 1 showing the fiber laser oscillation device according to the first embodiment. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

(ファイバレーザ発振装置の構成)
図5に示すように、ファイバレーザ発振装置は、光ファイバ1と、第1〜第5励起光源2〜4,11,12と、第1〜第5ダイクロイックミラー5〜7,13,14と、2つのコリメートレンズ8,15と、2つの集光レンズ9,16と、第1〜第5励起光源2〜4,11,12の励起光の出射を制御する制御装置17とを備えている。
(Configuration of fiber laser oscillator)
As shown in FIG. 5, the fiber laser oscillation device includes an optical fiber 1, first to fifth excitation light sources 2 to 4, 11, and 12, first to fifth dichroic mirrors 5 to 7, 13, and 14, Two collimating lenses 8 and 15, two condenser lenses 9 and 16, and a control device 17 that controls the emission of the excitation light from the first to fifth excitation light sources 2 to 4, 11, and 12 are provided.

光ファイバ1の入射面1a側の光学系の配置は第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置と同一構成であるが、光ファイバ1の出射面1b側の光学系の配置は第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置とは異なる構成となっている。すなわち、光ファイバ1の出射面1bに対し垂直方向に延びる光軸A1上において出射面1bよりも遠方から順(右から順)に、第4ダイクロイックミラー13、第5ダイクロイックミラー14、第3ダイクロイックミラー7、コリメートレンズ15、集光レンズ16が配置されている。   The arrangement of the optical system on the incident surface 1a side of the optical fiber 1 is the same as that of the fiber laser oscillation device according to the first embodiment, but the arrangement of the optical system on the emission surface 1b side of the optical fiber 1 is the first. The configuration is different from that of the fiber laser oscillation device according to the embodiment. That is, the fourth dichroic mirror 13, the fifth dichroic mirror 14, and the third dichroic are arranged in order from the farthest from the exit surface 1b (in order from the right) on the optical axis A1 extending in the direction perpendicular to the exit surface 1b of the optical fiber 1. A mirror 7, a collimating lens 15, and a condenser lens 16 are disposed.

そして、第4ダイクロイックミラー13は、光ファイバ1の光軸A1に垂直な面に対し図示左回りにθ°回転配置されている。第5ダイクロイックミラー14は、光ファイバ1の光軸A1に垂直な面に対し図示右回りにθ°回転配置されている。第4励起光源11は、該光源11から出射される励起光L5が第4ダイクロイックミラー13で反射されたとき、励起光L5の光軸A5が光ファイバ1の光軸A1と一致するように配置されている。第5励起光源12は、該光源12から出射される励起光L6の光軸A6が光ファイバ1の光軸A1と一致するように配置されている。   The fourth dichroic mirror 13 is rotated by θ ° counterclockwise with respect to the plane perpendicular to the optical axis A1 of the optical fiber 1. The fifth dichroic mirror 14 is arranged to rotate θ ° clockwise in the figure with respect to a plane perpendicular to the optical axis A1 of the optical fiber 1. The fourth excitation light source 11 is arranged so that the optical axis A5 of the excitation light L5 coincides with the optical axis A1 of the optical fiber 1 when the excitation light L5 emitted from the light source 11 is reflected by the fourth dichroic mirror 13. Has been. The fifth excitation light source 12 is arranged so that the optical axis A6 of the excitation light L6 emitted from the light source 12 coincides with the optical axis A1 of the optical fiber 1.

第4励起光源11は、例えば、波長が915nmの励起光L5を出射可能な光源である。第5励起光源12は、例えば、波長が976nmの励起光L6を出射可能な光源である。そして、第4ダイクロイックミラー13は、波長が915nmの励起光L5を反射可能であって波長が976nmの励起光L6を透過可能なミラーである。第5ダイクロイックミラー14は、発振光L1を反射可能であって波長が915nmおよび976nmの励起光L5,L6を透過可能なミラーである。   For example, the fourth excitation light source 11 is a light source capable of emitting excitation light L5 having a wavelength of 915 nm. For example, the fifth excitation light source 12 is a light source capable of emitting excitation light L6 having a wavelength of 976 nm. The fourth dichroic mirror 13 is a mirror that can reflect the excitation light L5 having a wavelength of 915 nm and transmit the excitation light L6 having a wavelength of 976 nm. The fifth dichroic mirror 14 is a mirror that can reflect the oscillation light L1 and transmit the excitation lights L5 and L6 having wavelengths of 915 nm and 976 nm.

(ファイバレーザ発振装置の動作)
このような構成のファイバレーザ発振装置の動作を説明する。先ず、制御装置17は、第1励起光源2から940nmの波長の励起光L2を出射させる。940nmの波長の励起光L2は、第1ダイクロイックミラー5で反射されて第2ダイクロイックミラー6を透過し、コリメートレンズ8で平行光にされ集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。光ファイバ1内に導光された940nmの波長の励起光L2は、第2クラッド1e内面で反射しながら第1クラッド1d内を透過する。このとき、図6に示すように、940nmの波長の励起光L2は光ファイバ1に吸収されつつも光ファイバ1の出射面1bまで到達するので、光ファイバ1全体を一様の反転分布の状態にすることができる。さらに、940nmの波長の励起光L2が第1クラッド1d内を透過するときにコア部材1cを透過するとコア部材1c内の希土類元素が励起されて発振光が発生する。
(Operation of fiber laser oscillator)
The operation of the fiber laser oscillation device having such a configuration will be described. First, the control device 17 emits excitation light L2 having a wavelength of 940 nm from the first excitation light source 2. The excitation light L2 having a wavelength of 940 nm is reflected by the first dichroic mirror 5 and transmitted through the second dichroic mirror 6, converted into parallel light by the collimating lens 8, and condensed by the condensing lens 9 on the incident surface 1a of the optical fiber 1. Then, the light is guided into the optical fiber 1. The excitation light L2 having a wavelength of 940 nm guided into the optical fiber 1 is transmitted through the first cladding 1d while being reflected by the inner surface of the second cladding 1e. At this time, as shown in FIG. 6, the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm reaches the emission surface 1b of the optical fiber 1 while being absorbed by the optical fiber 1, so that the entire optical fiber 1 has a uniform inversion distribution state. Can be. Furthermore, when the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm is transmitted through the first cladding 1d, the rare earth element in the core member 1c is excited to generate oscillation light.

次に、制御装置17は、第2励起光源3から915nmの波長の励起光L3を出射させ、第3励起光源4から976nmの波長の励起光L4を出射させる。さらに、制御装置17は、第4励起光源11から915nmの波長の励起光L5を出射させ、第5励起光源12から976nmの波長の励起光L6を出射させる。これらの励起光L3〜L6の出射タイミングは同時に出射、もしくは任意の順に励起光を出射する。第2励起光源3の915nmの波長の励起光L3は、第2ダイクロイックミラー6で反射されてコリメートレンズ8で平行光にされ、集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。第3励起光源4の976nmの波長の励起光L4は、第1ダイクロイックミラー5および第2ダイクロイックミラー6を透過してコリメートレンズ8で平行光にされ、集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。   Next, the control device 17 emits excitation light L3 having a wavelength of 915 nm from the second excitation light source 3, and emits excitation light L4 having a wavelength of 976 nm from the third excitation light source 4. Further, the control device 17 emits excitation light L5 having a wavelength of 915 nm from the fourth excitation light source 11, and emits excitation light L6 having a wavelength of 976 nm from the fifth excitation light source 12. These excitation lights L3 to L6 are emitted at the same time, or the excitation lights are emitted in any order. The pumping light L3 having a wavelength of 915 nm from the second pumping light source 3 is reflected by the second dichroic mirror 6, collimated by the collimating lens 8, and condensed by the condensing lens 9 on the incident surface 1a of the optical fiber 1. It is guided into the optical fiber 1. Excitation light L4 having a wavelength of 976 nm from the third excitation light source 4 is transmitted through the first dichroic mirror 5 and the second dichroic mirror 6 to be collimated by the collimator lens 8, and is incident on the incident surface of the optical fiber 1 by the condenser lens 9. The light is condensed into 1 a and guided into the optical fiber 1.

一方、第4励起光源11の915nmの波長の励起光L5は、第4ダイクロイックミラー13で反射されて第5ダイクロイックミラー14および第3ダイクロイックミラー7を透過し、コリメートレンズ15で平行光にされて集光レンズ16で光ファイバ1の出射面1bに集光されて光ファイバ1内に導光される。第5励起光源12の976nmの波長の励起光L6は、第4ダイクロイックミラー13、第5ダイクロイックミラー14および第3ダイクロイックミラー7を透過してコリメートレンズ15で平行光にされ、集光レンズ16で光ファイバ1の出射面1bに集光されて光ファイバ1内に導光される。   On the other hand, the excitation light L5 having a wavelength of 915 nm from the fourth excitation light source 11 is reflected by the fourth dichroic mirror 13, passes through the fifth dichroic mirror 14 and the third dichroic mirror 7, and is collimated by the collimator lens 15. The light is condensed on the exit surface 1 b of the optical fiber 1 by the condenser lens 16 and guided into the optical fiber 1. The excitation light L6 having a wavelength of 976 nm from the fifth excitation light source 12 is transmitted through the fourth dichroic mirror 13, the fifth dichroic mirror 14, and the third dichroic mirror 7 to be collimated by the collimator lens 15 and is collimated by the condenser lens 16. The light is condensed on the exit surface 1 b of the optical fiber 1 and guided into the optical fiber 1.

光ファイバ1内に導光された各励起光L2〜L6は、第2クラッド1e内面で反射しながら第1クラッド1d内を透過する。このとき、図6に示すように、第2励起光源3の915nmの波長の励起光L3は、940nmの波長の励起光L2よりも大量に光ファイバ1に吸収されて光ファイバ1の出射面1bに到達するまでに略0になる。第3励起光源4の976nmの波長の励起光L4は、915nmの波長の励起光L3よりもさらに大量に光ファイバ1に吸収されて光ファイバ1の出射面1bに到達する前に略0になる。これら両励起光L3,L4は、吸収率が100%になるまでに透過したコア部材1c内の希土類元素を励起して発振光を発生させる。   The excitation lights L2 to L6 guided into the optical fiber 1 are transmitted through the first cladding 1d while being reflected by the inner surface of the second cladding 1e. At this time, as shown in FIG. 6, the pumping light L3 having a wavelength of 915 nm of the second pumping light source 3 is absorbed by the optical fiber 1 in a larger amount than the pumping light L2 having a wavelength of 940 nm. By the time it reaches, it becomes almost zero. Excitation light L4 having a wavelength of 976 nm from the third excitation light source 4 is absorbed by the optical fiber 1 in a larger amount than the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm, and becomes substantially zero before reaching the output surface 1b of the optical fiber 1. . These two excitation lights L3 and L4 excite the rare earth element in the core member 1c that has been transmitted until the absorption rate reaches 100% to generate oscillation light.

一方、第4励起光源11の915nmの波長の励起光L5の吸収率の変化は、第2励起光源3の915nmの波長の励起光L3の吸収率の変化と光ファイバ1の長手中央で対称形状であり光ファイバ1の入射面1aに到達するまでに略0になる。第5励起光源12の976nmの波長の励起光L6の吸収率の変化は、第3励起光源4の976nmの波長の励起光L4の吸収率の変化と光ファイバ1の長手中央で対称形状であり光ファイバ1の入射面1aに到達する前に略0になる。これら両励起光L5,L6は、吸収率が100%になるまでに透過したコア部材1c内の希土類元素を励起して発振光を発生させる。   On the other hand, the change in the absorptance of the excitation light L5 having a wavelength of 915 nm of the fourth excitation light source 11 is symmetrical with the change in the absorptance of the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm of the second excitation light source 3 and the longitudinal center of the optical fiber 1. Until the incident surface 1a of the optical fiber 1 is reached. The change in the absorptance of the excitation light L6 having a wavelength of 976 nm of the fifth excitation light source 12 is symmetrical with the change in the absorptance of the excitation light L4 having a wavelength of 976 nm of the third excitation light source 4 and the longitudinal center of the optical fiber 1. Before reaching the incident surface 1a of the optical fiber 1, it becomes substantially zero. These two excitation lights L5 and L6 excite the rare earth element in the core member 1c that has been transmitted until the absorptance reaches 100% to generate oscillation light.

以上の5つの励起光L2〜L6により発生した発振光は合波され、光ファイバ1の出射面1bと入射面1aとの間で反射され増幅されて最終的に高強度となった発振光L1が出射面1bから出射される。出射面1bから出射された発振光L1は、集光レンズ16、コリメートレンズ15および第3ダイクロイックミラー7を透過し、第5ダイクロイックミラー14で反射され図略のレーザ出射部に導光されて出射される。また、出射面1bから漏れる940nmの波長の励起光L2の漏れ光Laは、集光レンズ16およびコリメートレンズ15を透過し、第3ダイクロイックミラー7で反射されて図略の漏れ光処理部に導光されて装置外部に漏れないように処理される。   The oscillation light generated by the above five excitation lights L2 to L6 is combined, reflected between the exit surface 1b and the entrance surface 1a of the optical fiber 1, amplified, and finally becomes the high intensity oscillation light L1. Is emitted from the emission surface 1b. The oscillation light L1 emitted from the emission surface 1b passes through the condenser lens 16, the collimating lens 15, and the third dichroic mirror 7, is reflected by the fifth dichroic mirror 14, and is guided to a laser emission unit (not shown) and emitted. Is done. Further, the leakage light La of the excitation light L2 having a wavelength of 940 nm leaking from the emission surface 1b is transmitted through the condenser lens 16 and the collimating lens 15, reflected by the third dichroic mirror 7, and guided to the leakage light processing unit (not shown). It is processed so that it does not leak and leak outside the device.

(ファイバレーザ発振装置の作用効果)
以上説明したように、第2の実施の形態のファイバレーザ発振装置によれば、第1の実施の形態のファイバレーザ発振装置と同様の効果を得ることができる。さらに、5つの励起光L2〜L6により発振光を発生させているので、より高出力な発振光L1を得ることができる。また、励起光L2以外の励起光L3〜L6は光ファイバ1の一端側および他端側の両方から入射するように構成しているので、制御装置17により発振光L1の出力をさらに広い範囲で制御することができる。
(Function and effect of fiber laser oscillator)
As described above, according to the fiber laser oscillator of the second embodiment, the same effect as that of the fiber laser oscillator of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since the oscillation light is generated by the five excitation lights L2 to L6, higher output oscillation light L1 can be obtained. Further, since the pumping lights L3 to L6 other than the pumping light L2 are configured to be incident from both one end side and the other end side of the optical fiber 1, the output of the oscillation light L1 can be increased in a wider range by the control device 17. Can be controlled.

<第3実施形態>
次に、本発明の第3の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置を、第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置を示す図1に対応させた図7を参照して説明する。なお、図7において図1に示す構成と同一な構成は同一番号を付して詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a fiber laser oscillation device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7 corresponding to FIG. 1 showing the fiber laser oscillation device according to the first embodiment. In FIG. 7, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

(ファイバレーザ発振装置の構成)
図7に示すように、ファイバレーザ発振装置は、光ファイバ1と、第2および第3励起光源3,4と、第1および第3ダイクロイックミラー6,7と、コリメートレンズ8と、集光レンズ9と、第2および第3励起光源3,4の励起光の出射を制御する制御装置18とを備えている。すなわち、第3の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置は、第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置の第1励起光源2および第2ダイクロイックミラー6が除かれた構成となっている。この場合、最低吸収率の励起光は第2励起光源3が出射する波長が915nmの励起光L3となり、光ファイバ1の長さは第1の実施の形態に係るファイバレーザ発振装置の光ファイバ1の長さよりも短くなる。すなわち、光ファイバ1のファイバ長は、入射面において励起光の強度を100%としたときに出射面において18%程度の強度の漏れ光となるように、15mと設定される。
(Configuration of fiber laser oscillator)
As shown in FIG. 7, the fiber laser oscillator includes the optical fiber 1, the second and third excitation light sources 3 and 4, the first and third dichroic mirrors 6 and 7, the collimator lens 8, and the condenser lens. 9 and a control device 18 for controlling the emission of the excitation light from the second and third excitation light sources 3 and 4. That is, the fiber laser oscillation device according to the third embodiment has a configuration in which the first excitation light source 2 and the second dichroic mirror 6 of the fiber laser oscillation device according to the first embodiment are excluded. In this case, the pump light having the lowest absorption rate is pump light L3 having a wavelength of 915 nm emitted from the second pump light source 3, and the length of the optical fiber 1 is the optical fiber 1 of the fiber laser oscillation device according to the first embodiment. Shorter than the length of. That is, the fiber length of the optical fiber 1 is set to 15 m so that leakage light having an intensity of about 18% at the exit surface is obtained when the intensity of the excitation light is 100% at the entrance surface.

(ファイバレーザ発振装置の動作)
このような構成のファイバレーザ発振装置の動作を説明する。先ず、制御装置18は、第2励起光源3から915nmの波長の励起光L3を出射させる。915nmの波長の励起光L3は、第2ダイクロイックミラー6で反射され、コリメートレンズ8で平行光にされ集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。光ファイバ1内に導光された915nmの波長の励起光L3は、第2クラッド1e内面で反射しながら第1クラッド1d内を透過する。このとき、図8に示すように、915nmの波長の励起光L3は光ファイバ1に吸収されつつも光ファイバ1の出射面1bまで到達するので、光ファイバ1全体を一様の反転分布の状態にすることができる。さらに、915nmの波長の励起光L3が第1クラッド1d内を透過するときにコア部材1cを透過するとコア部材1c内の希土類元素が励起されて発振光が発生する。
(Operation of fiber laser oscillator)
The operation of the fiber laser oscillation device having such a configuration will be described. First, the control device 18 emits excitation light L3 having a wavelength of 915 nm from the second excitation light source 3. The excitation light L3 having a wavelength of 915 nm is reflected by the second dichroic mirror 6, converted into parallel light by the collimating lens 8, condensed by the condenser lens 9 on the incident surface 1 a of the optical fiber 1, and guided into the optical fiber 1. Is done. The excitation light L3 having a wavelength of 915 nm guided into the optical fiber 1 is transmitted through the first cladding 1d while being reflected by the inner surface of the second cladding 1e. At this time, as shown in FIG. 8, the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm reaches the emission surface 1b of the optical fiber 1 while being absorbed by the optical fiber 1, so that the entire optical fiber 1 has a uniform inversion distribution state. Can be. Furthermore, when the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm is transmitted through the first cladding 1d and is transmitted through the core member 1c, the rare earth element in the core member 1c is excited to generate oscillation light.

次に、制御装置18は、第3励起光源4から976nmの波長の励起光L4を出射させる。976nmの波長の励起光L4は、第2ダイクロイックミラー6を透過してコリメートレンズ8で平行光にされ、集光レンズ9で光ファイバ1の入射面1aに集光されて光ファイバ1内に導光される。光ファイバ1内に導光された励起光L4は、第2クラッド1e内面で反射しながら第1クラッド1d内を透過する。このとき、図8に示すように、976nmの波長の励起光L4は、915nmの波長の励起光L3よりも大量に光ファイバ1に吸収されて光ファイバ1の出射面1bに到達するまでに略0になる。976nmの波長の励起光L4は、強度が0になるまでに透過したコア部材1c内の希土類元素を励起して発振光を発生させる。   Next, the control device 18 emits excitation light L4 having a wavelength of 976 nm from the third excitation light source 4. The excitation light L4 having a wavelength of 976 nm is transmitted through the second dichroic mirror 6 to be collimated by the collimator lens 8, condensed by the condenser lens 9 on the incident surface 1 a of the optical fiber 1, and guided into the optical fiber 1. Lighted. The excitation light L4 guided into the optical fiber 1 passes through the first cladding 1d while being reflected by the inner surface of the second cladding 1e. At this time, as shown in FIG. 8, the excitation light L4 having a wavelength of 976 nm is absorbed by the optical fiber 1 in a larger amount than the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm and is substantially reduced until reaching the emission surface 1b of the optical fiber 1. 0. The excitation light L4 having a wavelength of 976 nm excites the rare earth element in the core member 1c that has been transmitted until the intensity becomes 0, thereby generating oscillation light.

以上の2つの励起光L3,L4により発生した発振光は合波され、光ファイバ1の出射面1bと入射面1aとの間で反射され増幅されて最終的に高強度となった発振光L1が出射面1bから出射される。出射面1bから出射された発振光L1は、第3ダイクロイックミラー7を透過して図略のレーザ出射部に導光されて出射される。また、出射面1bから漏れる915nmの波長の励起光L3の漏れ光Laは、第3ダイクロイックミラー7で反射されて図略の漏れ光処理部に導光されて装置外部に漏れないように処理される。   The oscillation light generated by the two pumping lights L3 and L4 is combined, reflected between the exit surface 1b and the entrance surface 1a of the optical fiber 1, amplified, and finally becomes the high intensity oscillation light L1. Is emitted from the emission surface 1b. The oscillation light L1 emitted from the emission surface 1b passes through the third dichroic mirror 7, is guided to a laser emission unit (not shown), and is emitted. In addition, the leakage light La of the excitation light L3 having a wavelength of 915 nm leaking from the emission surface 1b is reflected by the third dichroic mirror 7 and guided to the leakage light processing unit (not shown) so as not to leak outside the apparatus. The

(ファイバレーザ発振装置の作用効果)
以上説明したように、第3の実施の形態のファイバレーザ発振装置によれば、第1の実施の形態のファイバレーザ発振装置と同様の効果を得ることができる。さらに、励起光源3,4が2つであるため第1の実施の形態のファイバレーザ発振装置と比較して光学素子が少なくなり、コストを低減させることができる。
(Function and effect of fiber laser oscillator)
As described above, according to the fiber laser oscillation device of the third embodiment, the same effects as those of the fiber laser oscillation device of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since there are two excitation light sources 3 and 4, the number of optical elements is reduced as compared with the fiber laser oscillation device of the first embodiment, and the cost can be reduced.

<第1、第2、第3実施形態の変形態様>
なお、上述した各実施形態では、光ファイバ1の出射面1bから漏れる漏れ光Laは、第3ダイクロイックミラー7で反射されて漏れ光処理部に導光される構成とした。この構成に代えて、光ファイバ1の出射面1bを漏れ光Laの反射が可能な機能を有するように形成することにより、例えば、図1に示すように、光ファイバ1の出射面1bで反射された励起光L2を漏らさずに光ファイバ1で吸収させることができる。これにより、第3ダイクロイックミラー7が不要となり、低コスト化を図ることができる。また、光ファイバ1として希土類元素としてYbを含むアクティブファイバを選択したが、他のレーザ活性物質を含むアクティブファイバを選択しても同様の効果を得ることができる。また、各実施形態での励起光源の数および配置に限定されるものではなく、任意の数の励起光源を選択することができ、それらを光ファイバ1の一端側および他端側の一方もしくは両方の任意の位置に配置することができる。
<Modification of First, Second, and Third Embodiment>
In each of the above-described embodiments, the leakage light La leaking from the emission surface 1b of the optical fiber 1 is reflected by the third dichroic mirror 7 and guided to the leakage light processing unit. Instead of this configuration, the output surface 1b of the optical fiber 1 is formed so as to have a function capable of reflecting the leaked light La, so that, for example, the light is reflected by the output surface 1b of the optical fiber 1 as shown in FIG. The excited excitation light L2 can be absorbed by the optical fiber 1 without leaking. Thereby, the 3rd dichroic mirror 7 becomes unnecessary and can reduce cost. Further, although the active fiber containing Yb as the rare earth element is selected as the optical fiber 1, the same effect can be obtained by selecting an active fiber containing another laser active material. Further, the number and arrangement of excitation light sources in each embodiment are not limited, and an arbitrary number of excitation light sources can be selected, and one or both of one end side and the other end side of the optical fiber 1 can be selected. Can be arranged at any position.

1:光ファイバ、 1a:入射面、 1b:出射面、 2〜4,11,12:第1〜第5励起光源、 5〜7,13,14:第1〜第5ダイクロイックミラー、 8,15:コリメートレンズ、 9,16:集光レンズ、 10,17,18:制御装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Optical fiber 1a: Incident surface 1b: Outgoing surface 2-4, 11, 12: 1st-5th excitation light source 5-7, 13, 14: 1st-5th dichroic mirror 8,15 : Collimating lens, 9, 16: Condensing lens, 10, 17, 18: Control device

Claims (7)

レーザ活性物質を含む光ファイバに波長の異なる複数の励起光を入射して発振光を発生および増幅させ出射するファイバレーザ発振方法であって、
前記複数の励起光のうち前記光ファイバに吸収される吸収率が最も低い前記励起光を前記光ファイバに最初に入射し、
その後に残りの前記励起光を前記光ファイバに入射して前記発振光を発生および増幅させることを特徴とするファイバレーザ発振方法。
A fiber laser oscillation method in which a plurality of excitation lights having different wavelengths are incident on an optical fiber containing a laser active material to generate and amplify oscillation light,
The pump light having the lowest absorption rate absorbed in the optical fiber among the plurality of pump lights is first incident on the optical fiber,
Then, the remaining pumping light is incident on the optical fiber to generate and amplify the oscillation light.
請求項1において、
前記吸収率が最も低い前記励起光は前記光ファイバの一端側から入射し、残りの前記励起光は前記光ファイバの一端側および他端側の一方もしくは両方から入射することを特徴とするファイバレーザ発振方法。
In claim 1,
The fiber laser, wherein the pumping light having the lowest absorptance is incident from one end side of the optical fiber, and the remaining pumping light is incident from one or both of one end side and the other end side of the optical fiber. Oscillation method.
請求項1又は2において、
前記吸収率が最も低い前記励起光が前記光ファイバの内部を進行して端部に達したときに該励起光の強度が前記発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値を下回らないことを特徴とするファイバレーザ発振方法。
In claim 1 or 2,
When the pumping light having the lowest absorptance travels through the optical fiber and reaches the end, the intensity of the pumping light falls below a threshold value greater than 0 that can oscillate the oscillating light. There is no fiber laser oscillation method.
レーザ活性物質を含む光ファイバと、
該光ファイバに波長の異なる複数の励起光を夫々入射可能な複数の励起光源と、
該複数の励起光源における前記励起光の出射を制御する制御装置と、を備えたファイバレーザ発振装置であって、
前記制御装置は、前記複数の励起光のうち前記光ファイバに吸収される吸収率が最も低い前記励起光を前記光ファイバに最初に入射し、その後に残りの前記励起光を前記光ファイバに入射して前記発振光を発生および増幅させることを特徴とするファイバレーザ発振装置。
An optical fiber containing a laser active material;
A plurality of pumping light sources capable of respectively entering a plurality of pumping lights having different wavelengths into the optical fiber;
A control device that controls emission of the excitation light in the plurality of excitation light sources, and a fiber laser oscillation device comprising:
The control device first enters the pumping light having the lowest absorption rate absorbed into the optical fiber among the plurality of pumping lights, and then enters the remaining pumping light into the optical fiber. And generating and amplifying the oscillation light.
請求項4において、
前記吸収率が最も低い前記励起光を出射する前記励起光源は前記光ファイバの一端側に配置され、残りの前記励起光を出射する前記励起光源は前記光ファイバの一端側および他端側の一方もしくは両方に配置されていることを特徴とするファイバレーザ発振装置。
In claim 4,
The pumping light source that emits the pumping light having the lowest absorptance is disposed on one end side of the optical fiber, and the pumping light source that emits the remaining pumping light is one of one end side and the other end side of the optical fiber. Or the fiber laser oscillation device characterized by being arrange | positioned at both.
請求項4又は5において、
前記光ファイバのファイバ長は、一端側から入射される前記吸収率が最も低い前記励起光が他端側に達したときに該励起光の強度が前記発振光を発振させることが可能な0より大きい値の閾値を下回らない長さに設定されていることを特徴とするファイバレーザ発振装置。
In claim 4 or 5,
The fiber length of the optical fiber is such that the intensity of the excitation light that can oscillate the oscillation light when the excitation light having the lowest absorptance incident from one end side reaches the other end side. A fiber laser oscillator characterized by being set to a length that does not fall below a large threshold value.
請求項6において、
前記光ファイバの他端側に達したときの前記吸収率が最も低い前記励起光の強度は、前記光ファイバの一端側における該励起光の強度に対し10〜30%の強度であることを特徴とするファイバレーザ発振装置。
In claim 6,
The intensity of the pumping light having the lowest absorptance when reaching the other end of the optical fiber is 10 to 30% of the intensity of the pumping light on the one end of the optical fiber. A fiber laser oscillator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012129423A (en) * 2010-12-16 2012-07-05 Fujikura Ltd Fiber laser and continuous light oscillation method for fiber laser
JP2012238781A (en) * 2011-05-13 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corp FIBER LASER OSCILLATOR AND FIBER LASER AMPLIFIER USING Yb ADDITION GLASS FIBER

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012129423A (en) * 2010-12-16 2012-07-05 Fujikura Ltd Fiber laser and continuous light oscillation method for fiber laser
JP2012238781A (en) * 2011-05-13 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corp FIBER LASER OSCILLATOR AND FIBER LASER AMPLIFIER USING Yb ADDITION GLASS FIBER

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