JP2013098457A - Laser device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ファイバ増幅器を有するレーザ装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a laser apparatus having a fiber amplifier.
レーザ発振器から出力される光出力を光ファイバ増幅器で増幅するレーザ装置は高出力化が可能であり、通信、医療、光計測、機械加工等の多くの分野で用いられている。このようなレーザ装置は、MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)光源と呼ばれる。 A laser device that amplifies an optical output output from a laser oscillator with an optical fiber amplifier can increase the output, and is used in many fields such as communication, medical treatment, optical measurement, and machining. Such a laser device is called a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) light source.
従来のMOPA光源は、図10に示すように、シード光を発生させるレーザ発振器(MO)100と、このシード光を増幅する光増幅器(PA)101から構成される。レーザ発振器100はレーザ102と、これをパルス駆動する駆動回路103から構成される。
As shown in FIG. 10, a conventional MOPA light source includes a laser oscillator (MO) 100 that generates seed light and an optical amplifier (PA) 101 that amplifies the seed light. The
また、光増幅器101に光ファイバ増幅器を用いる場合は、光増幅用ファイバ104、光増幅用ファイバ104にドープされた希土類イオンの励起準位にキャリアを励起するための励起光源105、および励起光を光増幅用ファイバ104に結合するカプラ106などから構成され、シード光が増幅されて高出力な出力光107が出力される。
When an optical fiber amplifier is used as the
例えば、光増幅用ファイバ104にTm(ツリウム)がドープされた光ファイバ増幅器101を仮定した場合は、励起光源105として、波長793nmのCW動作可能なレーザダイオードを用い、レーザ発振器(MO)100の出力には、波長1800nmから2100nmのシード光を用いる。
For example, assuming an
図11を用いてこのようなMOPA光源の動作を説明する。図11(a)は、レーザ発振器100から出力されるシード光の光出力波形111を示し、図11(b)は、励起光源105の光出力波形112(符号の添え字pはパルス、cは連続を表す)を示している。また、図11(c)は、レーザ増幅器101の光出力波形113を示している。
The operation of such a MOPA light source will be described with reference to FIG. 11A shows the
通常、レーザ発振器100をパルス動作させ、励起光源105の出力をCW(Continues Wave)光112cとした場合、光ファイバ増幅器101からの出力には、シード光パルス111が増幅された出力光113cに加え、自然放出光が増幅されたASE(Amplified Spontaneous Emission)光114が出力される。
Normally, when the
このASE光114は、光ファイバ増幅器101出力をSHGなど(SHG:Second harmonic generation)の波長変換結晶に入射させる場合には、熱的な負担を与えることになる。また、センシングなどの光計測用途ではノイズの原因になる。
The ASE
これを防止するために、図11の矢印に示すようにレーザ発振器100の光出力波形111の光パルスにタイミングに合わせて、励起光源105の光出力112pをON/OFFさせることが考えられている。光パルス周波数が10Hz〜100Hz程度の低周波であれば、励起光源105のパルス幅とタイミングをシード光出力波形111のパルス動作周波数と同期させて調整することにより、ASE光114を有効に除去することが可能である。しかし、パルス動作周波数が200Hz以上になると、光増幅用ファイバの励起準位にキャリアを十分励起する時間(パルス幅)が確保できないため、光ファイバ増幅器101からの光出力113pが低下するという問題が生じる。このためこの方法は概ね100Hz以下の低周波のみに有効である。尚、ここでは説明のためこの方法を「励起光源ON/OFF方式」と呼ぶことにする。
In order to prevent this, it is considered that the
また、ASE光の過剰な発生を抑制するために一定出力の雑音抑制光を光増幅用ファイバに供給するものがある(特許文献1参照)。 In addition, in order to suppress excessive generation of ASE light, there is one that supplies noise suppression light having a constant output to an optical amplification fiber (see Patent Document 1).
本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決し、光パルス間で発生するASE光の発生を抑制可能なレーザ装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a laser device that can solve the above problems and suppress the generation of ASE light generated between optical pulses.
上記課題を達成するために、実施形態のレーザ装置は、第1の波長帯域で発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器を所定の周波数でパルス動作させるレーザ駆動部と、前記レーザ発振器の光出力を増幅する光ファイバ増幅部と、前記光ファイバ増幅部の増幅用光ファイバに、第2の波長帯域の励起光を供給する励起光源と、前記増幅用光ファイバに、その励起準位のエネルギーを消費させる第3の波長帯域のエネルギー消費光を前記所定の周波数に同期して供給するエネルギー消費光源と、を有する。 In order to achieve the above object, a laser apparatus according to an embodiment includes a laser oscillator that oscillates in a first wavelength band, a laser driving unit that operates the laser oscillator at a predetermined frequency, and an optical output of the laser oscillator. An optical fiber amplifying unit to be amplified, a pumping light source that supplies pumping light of the second wavelength band to the amplifying optical fiber of the optical fiber amplifying unit, and energy of the pumping level consumed to the amplifying optical fiber And an energy consuming light source that supplies energy consuming light in a third wavelength band to be synchronized with the predetermined frequency.
以下、発明を実施するための実施形態について図1から図11を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態のレーザ装置のブロック構成を示している。図1に示すように、本実施形態のレーザ装置は、シード光を発生するレーザ発振器(MO)10とレーザ発振器10から出力するシード光パルスを増幅する光ファイバ増幅器(PA)20から構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a block configuration of the laser apparatus of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the laser apparatus of the present embodiment includes a laser oscillator (MO) 10 that generates seed light and an optical fiber amplifier (PA) 20 that amplifies seed light pulses output from the
レーザ発振器10は、ファイバレーザ発振器11と、このファイバレーザ発振器11を光励起により発振させるためのレーザ発振器用励起光源12、このレーザ発振器用励起光源12を制御してレーザ発振器10をパルス動作させ、その光出力パルス周波数を制御する発振器用励起光源駆動回路13、および光出力を一方向に出力させ、反射戻り光の影響を防止する光アイソレータ14を有する。
The
ファイバレーザ発振器11は、Yb、Er、Ho、Tmなどの希土類が添加された発振用光ファイバ15の両端にFBG(ファイバブラッググレーティング)などで構成される高反射率なミラー11a、11bが設けられている。このミラー11a、11bは、発振波長に対して高反射率特性を有しているがレーザ発振器用励起光源12の波長に対しては透過する特性を有する。
The
光ファイバ増幅器20は、光増幅用ダブルクラッドファイバ21、光増幅用ファイバ21に利得を生じさせるための光ファイバ増幅器用励起光源22、この光ファイバ増幅器用励起光源22を駆動する増幅器用励起光源駆動回路23、ASE光を減少させるため励起エネルギーに蓄積された過剰のキャリアを消費させるエネルギー消費光源24、このエネルギー消費光源24をレーザ発振器10から出力される光パルスの周波数と同期して駆動するエネルギー消費光源駆動回路25、光出力パルスの伝搬方向と逆方向に沿って、光ファイバ増幅器用励起光源22とエネルギー消費光源24の光出力を光増幅用ダブルクラッドファイバ21のインナークラッドに伝搬させるためのマルチモードコンバイナー26、および光ファイバ増幅器用励起光源22とエネルギー消費光源24の光出力を光増幅用ダブルクラッドファイバ21の端部で無反射終端を行う無反射終端部27を有する。以上の構成によってASE光を抑制した光出力28が得られる。
The
また、図2にエネルギー消費光源駆動部25のブロック構成を示す。エネルギー消費光源駆動部25は、エネルギー消費光源24をレーザ発振器100の光出力パルス周波数と同期させるための駆動条件設定部251と、この駆動条件でエネルギー消費光源24を駆動するエネルギー消費光源駆動回路252を有する。
FIG. 2 shows a block configuration of the energy consuming light
駆動条件設定部251は、レーザ発振器10の光出力パルス周波数と同期させるための同期情報を取得し、エネルギー消費光パルスの送出タイミングを調整する送出タイミング調整部253、エネルギー消費光のパルス幅を調整するパルス幅調整部254、およびエネルギー消費光の光出力を調整する光出力調整部255を有する。
The drive
以上の構成によって、本実施形態の動作について図3を用いて説明を行う。図3(a)は光ファイバ増幅器用励起光源22の光出力波形、図3(b)はレーザ発振器10の光出力波形、図3(c)は、消費エネルギー光源24の光出力波形、(d)は、光ファイバ増幅器20の光出力波形である。
With the above configuration, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 3A is a light output waveform of the pumping
まず、本実施形態では、図3(a)に示すように光ファイバ増幅器用励起光源22の光出力波形31は一定出力とする。この時、図3(b)に示すように、レーザ発振器10の光出力波形は、周期(1/fp)(fp:光パルス繰り返し周波数)で発振し、光出力パルス32を出力させているものとする。
First, in this embodiment, as shown in FIG. 3A, the
ここで、図3(c)の矢印に示すように、エネルギー消費光源24の光出力パルス33を、レーザ発振器10の光出力パルス32間に挿入して光増幅用ダブルクラッドファイバ21に結合することにより、光増幅用ダブルクラッドファイバ21の励起準位に過剰に溜まったキャリアを誘導放出によって消費させ、図3(d)に示すように、光ファイバ増幅器20からはASE光の発生が抑制された光出力パルス34を得ることができる。
Here, as shown by the arrow in FIG. 3C, the
図4は、3準位系ファイバレーザのエネルギー準位を表す概念図である。コアにTm(ツリウム)がドープされた光増幅用ダブルクラッドファイバ21の励起準位として3準位系を仮定している。光ファイバ増幅器用励起光源22によって基底準位E0にあるキャリア(電子)は、第1の励起準位E1へ励起され、所定のキャリア緩和時間τで第1のエネルギーE1より低い第2の励起準位E2に遷移する。第2の励起準位E2に遷移したキャリアは、レーザ発振器100から入力されるシード光を誘導放出過程により増幅する。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing energy levels of a three-level fiber laser. A three-level system is assumed as an excitation level of the optically amplifying double-clad
従って、光ファイバ増幅器用励起光源22(105)の光出力を、シード光の光パルス周波数に同期させて供給する「励起光源ON/OFF方式」では、光パルス周波数が高くなると光ファイバ増幅器101から出力される光パルス113cの出力レベルを著しく低下させるが、この原因は、第1の励起準位E1から第2の励起準位E2へのキャリア緩和が十分できないためであり、このキャリア緩和時間τによって動作周波数が律速されていると考えられる。
Therefore, in the “pumping light source ON / OFF method” in which the optical output of the optical fiber amplifier pumping light source 22 (105) is supplied in synchronization with the optical pulse frequency of the seed light, the
また光出力の低下防止のためには、光ファイバ用増幅器用励起光源22(105)の光出力をCWとして光増幅用ダブルクラッドファイバ21(104)に供給する必要があるが、逆に光パルス周波数が低周波の場合にはASE光が顕著に発生する。この理由は、キャリア緩和時間τ経過した後においても、シード光が入力されないため、第2の励起準位E2に過剰にキャリアが蓄積する。そのため第2の励起準位E2から基底準位E0に遷移して発生する自然放出光のレベルが増加し、この自然放出光が光ファイバ増幅器20内部でさらに増幅されることによりASE光の出力レベルが増加する。
In order to prevent a decrease in optical output, it is necessary to supply the optical output of the optical fiber amplifier excitation light source 22 (105) as CW to the optical amplification double-clad fiber 21 (104). When the frequency is low, ASE light is remarkably generated. This is because the seed light is not input even after the carrier relaxation time τ elapses, so that excessive carriers accumulate in the second excitation level E2. For this reason, the level of spontaneous emission light generated by transitioning from the second excitation level E2 to the ground level E0 increases, and the spontaneous emission light is further amplified inside the
本実施形態では、このASE光を抑制するためにエネルギー消費光を用いる。エネルギー消費光の波長帯域は、光増幅用ダブルクラッドファイバの増幅利得を有する波長帯域内に設定を行う。 In the present embodiment, energy consuming light is used to suppress this ASE light. The wavelength band of the energy consuming light is set within the wavelength band having the amplification gain of the optical amplification double clad fiber.
尚、本実施形態のレーザ装置の出力波長を用いて通信や、計測を行う場合は、エネルギー消費光とシード光を増幅利得内の異なる波長に設定した方が雑音の観点から好ましい場合もある。 Note that when performing communication or measurement using the output wavelength of the laser device of the present embodiment, it may be preferable from the viewpoint of noise to set the energy consuming light and the seed light to different wavelengths within the amplification gain.
次に、図5を用いてレーザ発振器10から出力されるシード光パルス間に挿入するエネルギー消費光源のパルス光送出タイミングについて説明する。図5(a)に示すように、レーザ発振器10から出力される光パルス間の1周期について、光パルス周波数fpで規定される1周期間(1/fp)で繰り返されるシード光パルスを前方光パルス32s、後方光パルス32eとする。図5(b)に示すように、パルス幅Wのエネルギー消費光パルス33pの送出タイミングは、シード光前方パルス32sよりT1時間経過した後に設定され、エネルギー消費光パルス33pと次のシード光後方パルス32eの時間間隔はT2時間に設定される。
Next, the pulse light transmission timing of the energy consuming light source inserted between the seed light pulses output from the
時間T1が、第1の励起準位E1から第2の励起準位E2へキャリアが遷移するキャリア緩和時間τより長いと自然放出光が光ファイバ増幅器20内で増幅され、ASE光の出力レベルが増加するため、時間T1は概ねキャリア緩和時間τよりは短い時間に設定し、エネルギー消費光パルス33pによって第2の励起準位E2のキャリアを消費させるように設定する。
When the time T1 is longer than the carrier relaxation time τ in which carriers transition from the first excitation level E1 to the second excitation level E2, the spontaneous emission light is amplified in the
時間T2については、後方シード光パルス32eに対して、反転分布を生じさせるキャリア数までキャリア密度を上昇させる必要があるため、エネルギー消費光パルス33pの立下りによって第2の励起準位E2のキャリア消費が停止した後、概ねキャリア緩和時間τ程度の時間が設定されることが好ましい。
Regarding the time T2, since it is necessary to increase the carrier density up to the number of carriers that cause an inversion distribution with respect to the backward seed
以上の説明は、定性的な説明であって、シード光パルス32s、32eおよびエネルギー消費パルス33pの光出力レベルやパルス幅などの条件によって励起準位E2に蓄積または消費されるキャリア数は異なるため、これら時間T1、T2は、実験等により最適な時間に設定する必要がある。
The above explanation is a qualitative explanation, and the number of carriers accumulated or consumed in the excitation level E2 differs depending on conditions such as the light output levels and pulse widths of the
また、図5ではエネルギー消費光パルス33pについて単一パルスを仮定したが、図6に示すように、エネルギー消費光パルスを複数のパルスに分解して供給してもよい。図6(b)では、2つのエネルギー消費光パルス33p1,33p2の場合について示している。エネルギー消費光パルス33p1,33p2のパルス幅をそれぞれW1、W2とし、そのパルス間隔を時間T3とする。
In FIG. 5, a single pulse is assumed for the energy consuming
上述の議論と同様に、時間T3は、キャリア緩和時間τよりは短い時間に設定することが好ましい。この場合もエネルギー消費光の光出力レベル、パルス幅、送出タイミングは、シード光パルスのパルス幅、光出力、繰り返し周波数などの光出力特性なども加味して実験することにより、光増幅特性を犠牲にすることなくASE光の発生を抑制できる駆動条件を駆動条件設定部25に設定する。
Similar to the above discussion, the time T3 is preferably set to a time shorter than the carrier relaxation time τ. In this case as well, the light output level, pulse width, and transmission timing of the energy consuming light are sacrificed for the light amplification characteristics by experimenting with the light output characteristics such as the pulse width, light output, and repetition frequency of the seed light pulse. The driving
なお、シード光パルスがキャリア緩和時間τの逆数(1/τ)よりも十分高い周波数で駆動される場合には、励起準位E2に存在するキャリアは連続するシード光パルスの誘導放出によって消費される。この場合は過剰なASE光は発生しないため、エネルギー消費光パルスの供給は特に必要ではない。 When the seed light pulse is driven at a frequency sufficiently higher than the reciprocal (1 / τ) of the carrier relaxation time τ, the carriers present in the excitation level E2 are consumed by stimulated emission of the continuous seed light pulse. The In this case, since excessive ASE light is not generated, it is not particularly necessary to supply an energy consuming light pulse.
図7は、光増幅用ファイバの構成例である。本実施形態の光増幅用ダブルクラッドファイバ21は、コア71に光を増幅するための希土類(Tm)が添加されている。そしてコア71の周囲を囲むインナークラッド72と、その外周をさらに覆うアウタークラッド73の2層のクラッド構造を有する。インナークラッド72の屈折率は、アウタークラッド73の屈折率より高く構成されていることにより、アウタークラッド73をクラッドとし、インナークラッド72をコアとして光を伝搬させることができる。このインナークラッド72をコアとして伝搬する光はマルチモードである。 また、本実施形態の光増幅用ダブルクラッドファイバ21は、光ファイバ増幅器用励起光源22およびエネルギー消費光源24の光をインナークラッドに供給するためのマルチモードコンバイナー26を備え、増幅器用励起光源22の光を供給する光供給ポート26p、エネルギー消費光を供給する光供給ポート26cを光増幅用ダブルクラッドファイバ21の出力側に備える。これにより、光ファイバ増幅器用励起光およびエネルギー消費光は、シード光の増幅、伝搬方向とは逆方向に沿って供給される。
FIG. 7 is a configuration example of an optical amplification fiber. In the optical amplifying double
このようにエネルギー消費光は、インナークラッド72内をシード光とは逆行して伝搬するため、第2の励起準位E2に蓄積したキャリアを消費するのみで逆方向に増幅することはない。しかし、逆方向に伝搬するエネルギー消費光がレーザ発振器10に入力されるとレーザ発振特性に影響を与えるため除去する必要がある。特にレーザ発振器10においてダブルクラッドファイバを用いている場合、アイソレータ14はコア71を伝搬するシングルモードにのみ効果があるため、インナークラッドを伝搬する光に対する光終端が必要になる。
As described above, the energy consuming light propagates in the inner clad 72 in the direction opposite to the seed light, and thus only consumes the carriers accumulated in the second excitation level E2 and does not amplify in the reverse direction. However, when energy consuming light propagating in the reverse direction is input to the
従って光増幅用ダブルクラッドファイバ21には、マルチモードコンバイナー26の反対側の端部に、無反射終端部27が形成されており、光供給ポート26p、26cから供給された増幅器用励起光およびエネルギー消費光はこの部分で終端され、レーザ発振器10に入力されたり、光増幅用ダブルクラッドファイバ21内部で多重反射することを防止することができる。
Accordingly, the optical amplifying double-clad
この無反射終端部27は、例えば増幅用ダブルクラッドファイバ21のアウタークラッド73の一部を除去し、インナークラッド72の屈折率以上の屈折率を有するコーティング剤74でインナークラッド72の外周をコーティングすることによって形成できる。
For example, the non-reflection
矢印で示すインナークラッドを伝搬する光は、この無反射終端部27によって、伝搬モードから放射モードとなるため、光は損失となりコーティング剤74の部分で吸収される。
The light propagating through the inner cladding indicated by the arrow is changed from the propagation mode to the radiation mode by the
また、上述したように光供給ポート26cから供給されたエネルギー消費光は、コア71を通過する時には増幅されるが、インナークラッド72を伝搬する時は、増幅されず損失となるため、増幅用ダブルクラッドファイバ21の長さ、損失条件などによっては、必ずしも無反射終端部27はなくても良い。また、この無反射終端部27は必ずしも端部にある必要はない。
Further, as described above, the energy consuming light supplied from the
以上述べたように、第1の実施形態によれば、ASE光の発生を抑制するために、エネルギー消費光をシード光パルス間に供給することにより、過剰に蓄積した励起準位のキャリアを消費させることができるため、ASE光を大幅に減少することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, in order to suppress the generation of ASE light, the energy consumption light is supplied between the seed light pulses, thereby consuming excessively accumulated excitation level carriers. Therefore, ASE light can be greatly reduced.
また、本実施形態は、原理的には低周波から高周波までのどのような光パルスの繰り返し周波数に対してもASE光が有効に低減できる。特に従来の「励起光源ON/OFF方式」のように200Hz以上の光パルスの繰り返し周波数において光出力の低減が生じることがないという効果を奏する。 Also, in principle, this embodiment can effectively reduce ASE light for any repetition frequency of light pulses from low frequency to high frequency. In particular, unlike the conventional “excitation light source ON / OFF method”, there is an effect that the optical output is not reduced at the repetition frequency of the optical pulse of 200 Hz or more.
尚、本実施形態は、Tmがコアにドープされたレーザ装置について説明したが、他の希土類がドープされた光ファイバについても同様の効果を有する。また、エネルギー消費光をシード光の伝搬方向と逆方向に供給したが、順方向に供給しても一定の効果が得られる。 In the present embodiment, the laser device in which Tm is doped in the core has been described. However, the same effect can be obtained in an optical fiber doped with other rare earth elements. Further, although energy consuming light is supplied in the direction opposite to the propagation direction of the seed light, a certain effect can be obtained even if supplied in the forward direction.
(第2の実施形態)
本実施形態は、第1の実施形態をさらに簡略化した構成で同様の効果を奏する実施形態について説明する。図8は、第2の実施形態に係るレーザ装置のブロック構成図である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, an embodiment having the same effect as that of the first embodiment will be described. FIG. 8 is a block diagram of a laser apparatus according to the second embodiment.
本実施形態のレーザ装置は、第1の実施形態と同様に、シード光を発生するレーザ発振器(MO)10とレーザ発振器10から出力するシード光パルスを増幅する光ファイバ増幅器(PA)80から構成されている。レーザ発振器10は、第1の実施形態と同じなため説明を省略する。
As in the first embodiment, the laser apparatus of this embodiment includes a laser oscillator (MO) 10 that generates seed light and an optical fiber amplifier (PA) 80 that amplifies seed light pulses output from the
光ファイバ増幅器80は、第1の実施形態の構成からエネルギー消費光源24とエネルギー消費光源駆動回路25を廃し、その代わりにシード光の一部をエネルギー消費光として用いる。
The
すなわち、第1の実施形態と同様に、光増幅用ダブルクラッドファイバ21、光増幅用ファイバ21に利得を生じさせるための光ファイバ増幅器用励起光源22、この光ファイバ増幅器用励起光源22を駆動する増幅器用励起光源駆動回路23、光出力パルスの伝搬方向と逆方向に沿って、光ファイバ増幅器用励起光源22とエネルギー消費光源の光出力を光増幅用ダブルクラッドファイバ21のインナークラッドに供給するマルチモードコンバインナー26、および光ファイバ増幅器用励起光源22とエネルギー消費光源24の光出力を光増幅用ダブルクラッドファイバ21の端部で無反射終端を行う無反射終端部27に加え、シード光を所定の分岐比で分岐する分岐カプラ81、および分岐したシード光を所定の時間だけ遅延させる光遅延回路82を設ける。
That is, as in the first embodiment, the optical amplifying double
ここで第1の実施例における光出力調整部255、パルス幅調整部254、および送出タイミング調整部253の機能がどのようにして達成されるかについて述べる。
Here, how the functions of the light
光出力調整は、分岐カプラ81の分岐比によって調整が可能である。また、必要に応じて光アッテネータを挿入してもよい。
The optical output can be adjusted by the branching ratio of the
光送出タイミングにおいては、図9(a)に示すように、光ファイバ等の光導波路91aを用いて遅延し、シード光パルス間の所定の位置に供給できるように遅延時間を制御する。シード光の分岐光をエネルギー消費光として用いているため、光パルス周波数と自動的に同期が取れるという利点を持つ。
At the light transmission timing, as shown in FIG. 9A, the delay time is controlled using an
また、光パルス幅の調整については、図9(b)に示すように、複数の遅延回路(図9では2つの遅延回路91a、91b)を設け、カプラ92で分岐し、カプラ93にて合波することにより、図5、6で示した、送出タイミング条件を満足することが可能となる。
As for the adjustment of the optical pulse width, as shown in FIG. 9B, a plurality of delay circuits (two
以上述べたように、第2の実施形態によれば、エネルギー消費光源24とエネルギー消費光源駆動回路25を廃し、その代わりにシード光の一部をエネルギー消費光として用いるためレーザ装置の装置構成が簡略化される。しかもパッシブ部品の追加のみで、第1の実施形態と同様な効果が得られるため、高信頼性や低価格化に大いに貢献する。
As described above, according to the second embodiment, the energy consuming
本実施形態によれば、レーザ装置の光出力パルス間で発生するASE光の発生を大幅に抑制することが可能となる。 According to this embodiment, generation of ASE light generated between light output pulses of the laser device can be significantly suppressed.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、レーザ発振器10としてファイバレーザについて記述したが、半導体レーザなどを用いてもよい。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. For example, although a fiber laser has been described as the
10…レーザ発振器、
11…ファイバレーザ発振器、
11a、11b…ファイバブラッググレーティング、
12…レーザ発振器用励起光源、
13…発振器用励起光源駆動回路、
14…光アイソレータ、
20…光ファイバ増幅器、
21…光増幅用ダブルクラッドファイバ、
22…光ファイバ増幅器用励起光源、
23…増幅器用励起光源駆動回路、
24…エネルギー消費光源、
25…エネルギー消費光源駆動回路、
26…マルチモードコンバイナー、
27…無反射終端部、
71…コア、
72…インナークラッド、
73…アウタークラッド、
74…コーティング剤、
82…光遅延回路。
10 ... Laser oscillator,
11: Fiber laser oscillator,
11a, 11b ... Fiber Bragg grating,
12 ... Excitation light source for laser oscillator,
13 ... Excitation light source drive circuit for oscillator,
14: optical isolator,
20: optical fiber amplifier,
21 ... Double clad fiber for optical amplification,
22: Excitation light source for optical fiber amplifier,
23 ... Excitation light source drive circuit for amplifier,
24 ... Energy consuming light source,
25. Energy consumption light source driving circuit,
26 ... multimode combiner,
27: Non-reflective termination,
71 ... Core,
72. Inner clad,
73 ... outer cladding,
74 ... coating agent,
82: Optical delay circuit.
Claims (8)
前記レーザ発振器を所定の周波数でパルス動作させるレーザ駆動部と、
前記レーザ発振器の光出力を増幅する光ファイバ増幅部と、
前記光ファイバアンプ部の増幅用光ファイバに、第2の波長帯域の励起光を供給する励起光源と、
前記増幅用光ファイバに、その励起準位のエネルギーを消費させる第3の波長帯域のエネルギー消費光を前記所定の周波数に同期して供給するエネルギー消費光源と、
を有するレーザ装置。 A laser oscillator that oscillates in a first wavelength band;
A laser driving section for pulsing the laser oscillator at a predetermined frequency;
An optical fiber amplifier for amplifying the optical output of the laser oscillator;
A pumping light source that supplies pumping light of a second wavelength band to the amplification optical fiber of the optical fiber amplifier unit;
An energy consuming light source that supplies, to the amplification optical fiber, energy consuming light in a third wavelength band that consumes energy at the excitation level in synchronization with the predetermined frequency;
A laser device.
前記カプラで分岐された分岐光の送出タイミングを遅延させる1つ以上の遅延回路と、
を有し、前記分岐光を前記エネルギー消費光源とする請求項4記載のレーザ装置。 A coupler that branches a part of the optical output of the laser oscillator at a predetermined branching ratio and the number of branches;
One or more delay circuits for delaying the transmission timing of the branched light branched by the coupler;
The laser device according to claim 4, wherein the branched light is the energy consuming light source.
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