JP2015126075A - Laser oscillator - Google Patents

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政直 村上
Masanao Murakami
政直 村上
政二 清水
Seiji Shimizu
政二 清水
尚久 林
Naohisa Hayashi
尚久 林
クリスチャン シェーファー
Sheaffer Cristian
クリスチャン シェーファー
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of optical elements of a laser oscillator.SOLUTION: A laser oscillator 1 includes a first light source 2, a first optical fiber 3, and a second optical fiber 4. The first light source 2 generates excitation light. The first optical fiber 3 has a first end surface on which the excitation light from the first light source is made incident. The second optical fiber extends from the first light source. The second optical fiber is adhered to the first end surface. The second optical fiber has a reflection film. The reflection film reflects output light generated in the first optical fiber. The second optical fiber is adhered to the first end surface in the reflection film.

Description

本発明は、レーザ発振器に関するものである。   The present invention relates to a laser oscillator.

光ファイバを利用したレーザ発振器、いわゆるファイバーレーザが広く用いられている。このレーザ発振器は、第1光源から出力される励起光を利用して、光ファイバによってレーザ光を発振する。このレーザ発振器に用いられる光ファイバは、例えば、エルビウムなどのレーザ媒質がドープされたZBLANガラスなどのフッ化物ガラスによって形成される。このようなフッ化物ガラス、特にZBLANガラスは、大気中の水分によって潮解するという問題、すなわち、光ファイバの端面が損傷するという問題がある。   Laser oscillators using optical fibers, so-called fiber lasers, are widely used. The laser oscillator oscillates a laser beam by an optical fiber using the excitation light output from the first light source. The optical fiber used for this laser oscillator is formed of fluoride glass such as ZBLAN glass doped with a laser medium such as erbium. Such a fluoride glass, particularly ZBLAN glass, has a problem that it is deliquescent by moisture in the atmosphere, that is, a problem that an end face of the optical fiber is damaged.

この問題を解消するため、例えば特許文献1には、光ファイバの端面にエンドキャップを接合している。これにより、光ファイバの端面が大気に露出しないため、大気中の水分によって光ファイバの端面が潮解することを防ぐことができる。   In order to solve this problem, for example, in Patent Document 1, an end cap is joined to the end face of the optical fiber. Thereby, since the end face of the optical fiber is not exposed to the atmosphere, it is possible to prevent the end face of the optical fiber from being deliquescent by moisture in the atmosphere.

また、レーザ発振器は、光ファイバ内で発生した出力光を増幅させるために、光ファイバの端部から出力された出力光を反射して光ファイバ内に戻すためのミラーをさらに備えている。   The laser oscillator further includes a mirror for reflecting the output light output from the end of the optical fiber and returning it to the optical fiber in order to amplify the output light generated in the optical fiber.

特開2007−273842号公報JP 2007-273842 A

上述したようなレーザ発振器において、低コスト化、及び光学系の安定化などのために、光学素子の数を減らすことが好ましい。   In the laser oscillator as described above, it is preferable to reduce the number of optical elements in order to reduce the cost and stabilize the optical system.

本発明の課題は、レーザ発振器の光学素子の数を減らすことにある。   An object of the present invention is to reduce the number of optical elements of a laser oscillator.

本発明のある側面に係るレーザ発振器は、第1光源と、第1光ファイバと、第2光ファイバとを備える。第1光源は、励起光を発生させる。第1光ファイバは、第1光源からの励起光が入射される第1端面を有する。第2光ファイバは、第1光源から延びる。第2光ファイバは、第1端面と接着する。第2光ファイバは、反射膜を有する。反射膜は、第1光ファイバ内で発生する出力光を反射する。第2光ファイバは、反射膜において、第1端面と接着する。   A laser oscillator according to an aspect of the present invention includes a first light source, a first optical fiber, and a second optical fiber. The first light source generates excitation light. The first optical fiber has a first end face on which excitation light from the first light source is incident. The second optical fiber extends from the first light source. The second optical fiber is bonded to the first end face. The second optical fiber has a reflective film. The reflective film reflects output light generated in the first optical fiber. The second optical fiber is bonded to the first end face in the reflective film.

この構成によれば、第1光ファイバにおいて発生した出力光は、第2光ファイバの反射膜において反射し、第1光ファイバに戻る。これによって、第1光ファイバにおいて発生した出力光を増幅させることができる。このように、第2光ファイバの反射膜がミラーの代わりとなるため、ミラーの設置を省略することができる。この結果、レーザ発振器の光学素子の数を減らすことができる。   According to this configuration, the output light generated in the first optical fiber is reflected by the reflection film of the second optical fiber and returns to the first optical fiber. Thereby, the output light generated in the first optical fiber can be amplified. In this way, since the reflective film of the second optical fiber serves as a mirror, installation of the mirror can be omitted. As a result, the number of optical elements of the laser oscillator can be reduced.

また、第1光ファイバの第1端面に第2光ファイバが接着しているため、第1光ファイバの第1端面が大気に露出しない。このため、第1光ファイバが潮解性を有する場合、大気中の水分によって第1光ファイバの第1端面が潮解することを防ぐことができる。この結果、エンドキャップを省略することができる。さらには、第1光ファイバと第2光ファイバとが接着しているため、従来、第1光ファイバと第2光ファイバとの間に設置されていたコリメートレンズ及び集光レンズなども省略することができる。   Further, since the second optical fiber is bonded to the first end face of the first optical fiber, the first end face of the first optical fiber is not exposed to the atmosphere. For this reason, when the first optical fiber has deliquescence, it is possible to prevent the first end face of the first optical fiber from being deliquescent by moisture in the atmosphere. As a result, the end cap can be omitted. Furthermore, since the first optical fiber and the second optical fiber are bonded, the collimating lens and the condensing lens that have been conventionally installed between the first optical fiber and the second optical fiber should be omitted. Can do.

好ましくは、第1光ファイバは、レーザ媒質がドープされる。また、第2光ファイバにおけるレーザ媒質の質量含有率は、第1光ファイバにおけるレーザ媒質の質量含有率よりも低い。なお、第2光ファイバは、レーザ媒質がドープされていなくてもよい。   Preferably, the first optical fiber is doped with a laser medium. The mass content of the laser medium in the second optical fiber is lower than the mass content of the laser medium in the first optical fiber. The second optical fiber may not be doped with a laser medium.

好ましくは、レーザ発振器は、第1光ファイバの第2端面に接着されたコリメートレンズ又はエンドキャップをさらに備える。この構成によれば、第1光ファイバの第2端面にコリメートレンズ又はエンドキャップが接着しているため、第1光ファイバの第2端面が大気に露出しない。このため、第1光ファイバが潮解性を有する場合、大気中の水分によって第1光ファイバの第2端面が潮解することを防ぐことができる。なお、第1光ファイバの第2端面にコリメートレンズを接着することによって、エンドキャップを省略することができる。   Preferably, the laser oscillator further includes a collimating lens or an end cap bonded to the second end surface of the first optical fiber. According to this configuration, since the collimating lens or the end cap is bonded to the second end surface of the first optical fiber, the second end surface of the first optical fiber is not exposed to the atmosphere. For this reason, when the 1st optical fiber has deliquescence, it can prevent that the 2nd end face of the 1st optical fiber deliquesces with the moisture in the atmosphere. The end cap can be omitted by adhering a collimating lens to the second end surface of the first optical fiber.

好ましくは、コリメートレンズ又はエンドキャップは、反射防止膜を有する。反射防止膜は、第1光ファイバ内で発生する出力光の反射を防止する。この構成によれば、第1光ファイバにおいて生成された出力光をコリメートレンズ又はエンドキャップを介して外部に出力する際、より低損失で外部に出力することができる。   Preferably, the collimating lens or the end cap has an antireflection film. The antireflection film prevents reflection of output light generated in the first optical fiber. According to this configuration, when the output light generated in the first optical fiber is output to the outside via the collimator lens or the end cap, it can be output to the outside with lower loss.

好ましくは、レーザ発振器は、第2光源をさらに備える。第2光源は、励起光を発生させる。第2光源からの励起光は、第1光ファイバの第2端面に入射する。この構成によれば、第1光源からの励起光だけでなく、第2光源からの励起光も第1光ファイバを伝搬するため、レーザ発振器は、より高出力のレーザ光を出力することができる。   Preferably, the laser oscillator further includes a second light source. The second light source generates excitation light. Excitation light from the second light source is incident on the second end face of the first optical fiber. According to this configuration, since not only the excitation light from the first light source but also the excitation light from the second light source propagates through the first optical fiber, the laser oscillator can output higher-power laser light. .

好ましくは、第1光ファイバと第2光ファイバとは、融着によって互いに接着している。   Preferably, the first optical fiber and the second optical fiber are bonded to each other by fusion bonding.

好ましくは、第2光ファイバの反射膜は、出力光に対して90%以上100%以下程度の反射率を有する。この構成によれば、第1光ファイバにおいて、より効率的に出力光を増幅させることができる。   Preferably, the reflective film of the second optical fiber has a reflectance of about 90% to 100% with respect to the output light. According to this configuration, the output light can be amplified more efficiently in the first optical fiber.

本発明に係るレーザ発振器によれば、光学素子の数を減らすことができる。   With the laser oscillator according to the present invention, the number of optical elements can be reduced.

実施形態に係るレーザ発振器の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the laser oscillator which concerns on embodiment. 第1光ファイバの第1端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 1st edge part of a 1st optical fiber. 第1光ファイバの第2端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 2nd end part of a 1st optical fiber. 変形例1に係る第1光ファイバの第1端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 1st edge part of the 1st optical fiber which concerns on the modification 1. FIG. 変形例3に係る第1光ファイバの第2端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 2nd end part of the 1st optical fiber which concerns on the modification 3. FIG. 変形例4に係る第1光ファイバの第2端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 2nd end part of the 1st optical fiber which concerns on the modification 4. FIG. 変形例5に係る第1光ファイバの第2端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 2nd end part of the 1st optical fiber which concerns on the modification 5. FIG. 変形例6に係る第1光ファイバの第1端部の詳細を示す断面図。Sectional drawing which shows the detail of the 1st edge part of the 1st optical fiber which concerns on the modification 6. FIG. 変形例7に係るレーザ発振器の構成を示す概略図。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a laser oscillator according to a modified example 7. 変形例8に係るレーザ発振器の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the laser oscillator concerning the modification 8. FIG.

以下、本発明に係るレーザ発振器の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、レーザ発振器の構成を示す概略図である。図1において、破線の矢印は出力光を模式的に示している。なお、以下の説明において、「平行」とは、完全な平行のみではなく、実質的に平行なものも含む概念である。   Embodiments of a laser oscillator according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser oscillator. In FIG. 1, broken arrows schematically indicate output light. In the following description, “parallel” is a concept that includes not only completely parallel but also substantially parallel.

図1に示すように、レーザ発振器1は、第1光源2、第1光ファイバ3、第2光ファイバ4、エンドキャップ5、及び第1コリメートレンズ6を備えている。   As shown in FIG. 1, the laser oscillator 1 includes a first light source 2, a first optical fiber 3, a second optical fiber 4, an end cap 5, and a first collimating lens 6.

第1光源2は、励起光を発生させる装置であり、例えばランプ又は半導体レーザなどによって構成することができる。第1光源2からは、第2光ファイバ4が延びている
図2は、第1光ファイバ3の第1端部の詳細を示す断面図である。図2に示すように、第1光ファイバ3は、第1端面30を有する。第1光源2からの励起光が第1端面30に入射する。また、第1光ファイバ3は、コア31と、第1クラッド32と、第2クラッド33とを有している。第1光ファイバ3は、励起光を吸収してレーザ光を生成する部材である。第1光ファイバ3は、可撓性を有している。
The first light source 2 is a device that generates excitation light, and can be constituted by, for example, a lamp or a semiconductor laser. The second optical fiber 4 extends from the first light source 2. FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the first end of the first optical fiber 3. As shown in FIG. 2, the first optical fiber 3 has a first end face 30. Excitation light from the first light source 2 enters the first end face 30. The first optical fiber 3 includes a core 31, a first cladding 32, and a second cladding 33. The first optical fiber 3 is a member that absorbs excitation light and generates laser light. The first optical fiber 3 has flexibility.

コア31は、略円柱状であって、レーザ媒質を含んでいる。詳細には、コア31は、希土類元素がレーザ媒質としてドープされたフッ化物ガラスから形成されており、好ましくはエルビウムがドープされたZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)ガラスによって形成されている。なお、コア31は、第1クラッド32よりも屈折率の高い他のガラスなどによって形成されていてもよい。 The core 31 has a substantially cylindrical shape and includes a laser medium. Specifically, the core 31 is made of a fluoride glass doped with a rare earth element as a laser medium, and preferably a ZBLAN (ZrF 4 —BaF 2 —LaF 3 —AlF 3 —NaF) glass doped with erbium. Is formed by. The core 31 may be formed of other glass having a higher refractive index than the first cladding 32.

第1クラッド32は、コア31を覆うように略円筒状に形成されている。第1クラッド32は、フッ化物ガラスから形成されており、好ましくはZBLANガラスによって形成されている。なお、第1クラッド32は、コア31よりも屈折率が低い。第1クラッド32は、励起光の導波路として機能し、励起光は第1クラッド32内を伝搬する。なお、第1クラッド32は、コア31よりも屈折率の低い他のガラス材料などによって形成されていてもよい。   The first cladding 32 is formed in a substantially cylindrical shape so as to cover the core 31. The first cladding 32 is made of fluoride glass, and is preferably made of ZBLAN glass. The first cladding 32 has a refractive index lower than that of the core 31. The first cladding 32 functions as a waveguide for pumping light, and the pumping light propagates in the first cladding 32. Note that the first cladding 32 may be formed of another glass material having a refractive index lower than that of the core 31.

第2クラッド33は、第1クラッド32を覆うように略円筒状に形成されている。第2クラッド33は、例えば樹脂製であり、好ましくは、アクリル樹脂などによって形成することができる。なお、第2クラッド33は、第1クラッド32よりも屈折率が低い。   The second cladding 33 is formed in a substantially cylindrical shape so as to cover the first cladding 32. The second cladding 33 is made of, for example, a resin, and can be preferably formed of an acrylic resin or the like. The second cladding 33 has a lower refractive index than the first cladding 32.

第2光ファイバ4は、第1光ファイバ3と接着している。詳細には、第2光ファイバ4は、第1光ファイバ3の第1端面30と接着している。具体的には、第2光ファイバ4は、第1光ファイバ3の第1端面30と溶着している。第2光ファイバ4は、第1光源2にて発生した励起光を伝送するためのファイバである。第2光ファイバ4は、ファイバ本体40と、反射膜43とを有する。   The second optical fiber 4 is bonded to the first optical fiber 3. Specifically, the second optical fiber 4 is bonded to the first end face 30 of the first optical fiber 3. Specifically, the second optical fiber 4 is welded to the first end face 30 of the first optical fiber 3. The second optical fiber 4 is a fiber for transmitting excitation light generated by the first light source 2. The second optical fiber 4 has a fiber body 40 and a reflective film 43.

ファイバ本体40は、コア41と、クラッド42とを有しており、コア41内において励起光が伝搬する。コア41は略円柱状に形成されており、コア41を覆うようにクラッド42は略円筒状に形成されている。特に限定されるものではないが、コア41は、石英ガラスなどによって形成されている。コア41におけるレーザ媒質の含有率は、第1光ファイバ3のコア31におけるレーザ媒質の含有率よりも低く、好ましくは、コア41にはレーザ媒質がドープされていない。特に限定されるものではないが、クラッド42は、例えば、コア41よりも屈折率の低い他のガラスによって形成されている。   The fiber body 40 includes a core 41 and a clad 42, and excitation light propagates in the core 41. The core 41 is formed in a substantially cylindrical shape, and the clad 42 is formed in a substantially cylindrical shape so as to cover the core 41. Although not particularly limited, the core 41 is made of quartz glass or the like. The content of the laser medium in the core 41 is lower than the content of the laser medium in the core 31 of the first optical fiber 3, and preferably, the core 41 is not doped with the laser medium. Although not particularly limited, the clad 42 is made of, for example, another glass having a refractive index lower than that of the core 41.

ファイバ本体40からの励起光を第1光ファイバ3へ効率よく導入させるために、ファイバ本体40のコア41の径は、第1光ファイバ3の第1クラッド32の径以下であることが好ましい。また、ファイバ本体40のコア41の開口数とコア41の径とを乗算した値は、第1光ファイバ3の第1クラッド32の開口数と第1クラッド32の径とを乗算した値以下であることが好ましい。   In order to efficiently introduce the excitation light from the fiber body 40 into the first optical fiber 3, the diameter of the core 41 of the fiber body 40 is preferably equal to or smaller than the diameter of the first cladding 32 of the first optical fiber 3. Further, the value obtained by multiplying the numerical aperture of the core 41 and the diameter of the core 41 of the fiber body 40 is less than or equal to the value obtained by multiplying the numerical aperture of the first cladding 32 and the diameter of the first cladding 32 of the first optical fiber 3. Preferably there is.

反射膜43は、ファイバ本体40の先端面、すなわち、ファイバ本体40の第1光ファイバ3側の端面に形成されている。反射膜43は、第1光ファイバ3内で発生する出力光を反射する性質を有する。具体的には、反射膜43は、第1光ファイバ3のコア31が励起光を吸収することによって発生する出力光を、反射する性質を有する。この出力光に対する反射膜43の反射率は、ファイバ本体40の反射率よりも高くすると効果があり、100%に近いほど好ましく、具体的には、90%以上であることが好ましい。反射膜43は、例えば、蒸着などによって、SiO、TiO、MgFなどを、ファイバ本体40の先端面にコーティングすることによって形成される。なお、励起光は、反射膜43を通過して第1光ファイバ3に入射する。 The reflective film 43 is formed on the tip surface of the fiber body 40, that is, the end surface of the fiber body 40 on the first optical fiber 3 side. The reflection film 43 has a property of reflecting output light generated in the first optical fiber 3. Specifically, the reflective film 43 has a property of reflecting output light generated when the core 31 of the first optical fiber 3 absorbs excitation light. The reflectivity of the reflection film 43 with respect to the output light is effective when it is higher than the reflectivity of the fiber main body 40, and is preferably closer to 100%, specifically 90% or more. The reflective film 43 is formed by coating the tip surface of the fiber body 40 with, for example, SiO 2 , TiO 2 , MgF 2 or the like by vapor deposition. The excitation light passes through the reflective film 43 and enters the first optical fiber 3.

第1光ファイバ3の第1端面30を溶融して、第1光ファイバ3と第2光ファイバ4とを互いに押し付けることにより、第1光ファイバ3と第2光ファイバ4とを融着させる。なお、第1光ファイバ3の第1端面30と、第2光ファイバ4の反射膜43とが溶着する。なお、ファイバ本体40及び反射膜43の融点は、第1光ファイバ3の融点以上とすることが好ましい。   The first optical fiber 3 and the second optical fiber 4 are fused by melting the first end face 30 of the first optical fiber 3 and pressing the first optical fiber 3 and the second optical fiber 4 together. The first end face 30 of the first optical fiber 3 and the reflection film 43 of the second optical fiber 4 are welded. The melting points of the fiber body 40 and the reflective film 43 are preferably equal to or higher than the melting point of the first optical fiber 3.

図3は、第1光ファイバ3の第2端部の詳細を示す断面図である。図3に示すように、エンドキャップ5は、第1光ファイバ3の第2端部に装着されている。詳細には、エンドキャップ5は、第1光ファイバ3の第2端面34と接着している。具体的には、エンドキャップ5は、第1光ファイバ3の第2端面34と融着している。また、エンドキャップ5は、エンドキャップ本体51を有する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of the second end of the first optical fiber 3. As shown in FIG. 3, the end cap 5 is attached to the second end of the first optical fiber 3. Specifically, the end cap 5 is bonded to the second end surface 34 of the first optical fiber 3. Specifically, the end cap 5 is fused to the second end face 34 of the first optical fiber 3. The end cap 5 has an end cap body 51.

エンドキャップ5のエンドキャップ本体51は、潮解性を有さない。具体的には、エンドキャップ本体51は、フッ化カルシウムなどによって形成することができる。なお、エンドキャップ本体51は、第1光ファイバ3の第2端面34の全体を覆うことができるような寸法に設計されている。また、エンドキャップ本体51は、第1光ファイバ3との接合を強固にするために、線膨張係数が第1光ファイバ3と同程度のものが好ましい。   The end cap body 51 of the end cap 5 does not have deliquescence. Specifically, the end cap body 51 can be formed of calcium fluoride or the like. The end cap body 51 is designed to have a size that can cover the entire second end face 34 of the first optical fiber 3. The end cap body 51 preferably has the same linear expansion coefficient as that of the first optical fiber 3 in order to strengthen the bonding with the first optical fiber 3.

図1に示すように、第1コリメートレンズ6は、エンドキャップ5の近傍に配置されている。第1コリメートレンズ6は、エンドキャップ5を介して第1光ファイバ3から出力された出力光を平行光の状態に変換する。   As shown in FIG. 1, the first collimating lens 6 is disposed in the vicinity of the end cap 5. The first collimating lens 6 converts the output light output from the first optical fiber 3 via the end cap 5 into a parallel light state.

[特徴]
本実施形態に係るレーザ発振器1は、次の特徴を有する。
[Feature]
The laser oscillator 1 according to this embodiment has the following characteristics.

第1光ファイバ3において発生した出力光は、第2光ファイバ4の反射膜43において反射し、第1光ファイバ3に戻る。これによって、第1光ファイバ3において発生した出力光を増幅させることができる。このように、第2光ファイバ4の反射膜43がミラーの代わりとなるため、ミラーの設置を省略することができる。この結果、レーザ発振器1の光学素子の数を減らすことができる。   The output light generated in the first optical fiber 3 is reflected by the reflection film 43 of the second optical fiber 4 and returns to the first optical fiber 3. As a result, the output light generated in the first optical fiber 3 can be amplified. Thus, since the reflective film 43 of the second optical fiber 4 serves as a mirror, the installation of the mirror can be omitted. As a result, the number of optical elements of the laser oscillator 1 can be reduced.

また、第1光ファイバ3の第1端面30に第2光ファイバ4が接着しているため、第1光ファイバ3の第1端面30が大気に露出しない。このため、第1光ファイバ3が潮解性を有する場合、大気中の水分によって第1光ファイバ3の第1端面30が潮解することを防ぐことができる。この結果、エンドキャップを省略することができる。さらには、第1光ファイバ3と第2光ファイバ4とが接着しているため、従来、第1光ファイバ3と第2光ファイバ4との間に設置されていたコリメートレンズ及び集光レンズなども省略することができる。   Moreover, since the 2nd optical fiber 4 has adhere | attached on the 1st end surface 30 of the 1st optical fiber 3, the 1st end surface 30 of the 1st optical fiber 3 is not exposed to air | atmosphere. For this reason, when the 1st optical fiber 3 has deliquescence, it can prevent that the 1st end surface 30 of the 1st optical fiber 3 deliquesces with the water | moisture content in air | atmosphere. As a result, the end cap can be omitted. Furthermore, since the first optical fiber 3 and the second optical fiber 4 are bonded, a collimating lens and a condensing lens that are conventionally installed between the first optical fiber 3 and the second optical fiber 4, etc. Can also be omitted.

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

変形例1
上記実施形態では、第1光ファイバ3は、コア31と、2つのクラッド(第1クラッド32及び第2クラッド33)とを有する、いわゆるダブルクラッドファイバであるが、特にこれに限定されない。例えば、第1光ファイバ3は、図4に示すように、コア31と、一つのクラッド(第1クラッド32)とを有するシングルクラッドファイバであってもよい。
Modification 1
In the above embodiment, the first optical fiber 3 is a so-called double clad fiber having a core 31 and two clads (a first clad 32 and a second clad 33), but is not particularly limited thereto. For example, the first optical fiber 3 may be a single clad fiber having a core 31 and one clad (first clad 32) as shown in FIG.

この場合、励起光は、コア31内を伝搬する。また、ファイバ本体40からの励起光を第1光ファイバ3へ効率よく導入させるために、ファイバ本体40のコア41の径は、第1光ファイバ3のコア31の径以下であることが好ましい。また、ファイバ本体40のコア41の開口数とコア41の径とを乗算した値は、第1光ファイバ3のコア31の開口数とコア31の径とを乗算した値以下であることが好ましい。   In this case, the excitation light propagates in the core 31. Further, in order to efficiently introduce the excitation light from the fiber body 40 into the first optical fiber 3, the diameter of the core 41 of the fiber body 40 is preferably equal to or smaller than the diameter of the core 31 of the first optical fiber 3. The value obtained by multiplying the numerical aperture of the core 41 of the fiber body 40 by the diameter of the core 41 is preferably equal to or less than the value obtained by multiplying the numerical aperture of the core 31 of the first optical fiber 3 by the diameter of the core 31. .

変形例2
上記実施形態では、エンドキャップ5のエンドキャップ本体51は、略円柱状に形成されているが、特にこれに限定されない。例えば、エンドキャップ本体51は、直方体状に形成されていてもよい。
Modification 2
In the said embodiment, although the end cap main body 51 of the end cap 5 is formed in the substantially cylindrical shape, it is not specifically limited to this. For example, the end cap body 51 may be formed in a rectangular parallelepiped shape.

変形例3
図5に示すように、エンドキャップ5は、エンドキャップ本体51の第1光ファイバ3とは反対側の端面において、反射防止膜52をさらに有していてもよい。反射防止膜52は、第1光ファイバ3内で発生する出力光の反射を防止する性質を有する。具体的には、反射防止膜52は、第1光ファイバ3のコア31が励起光を吸収することによって発生する出力光の反射を防止する性質を有する。この出力光に対する反射防止膜52の反射率は、エンドキャップ本体51の反射率よりも低くすることにより効果があり、0%に近いほど好ましく、具体的には0%以上2%以下程度であることが好ましい。反射防止膜52は、例えば、蒸着などによって、SiO、TiO、MgFなどを、エンドキャップ本体51の第1光ファイバ3とは反対側の端面にコーティングすることによって形成される。
Modification 3
As shown in FIG. 5, the end cap 5 may further include an antireflection film 52 on the end surface of the end cap body 51 opposite to the first optical fiber 3. The antireflection film 52 has a property of preventing reflection of output light generated in the first optical fiber 3. Specifically, the antireflection film 52 has a property of preventing reflection of output light generated when the core 31 of the first optical fiber 3 absorbs excitation light. The reflectivity of the antireflection film 52 with respect to the output light is effective by making it lower than the reflectivity of the end cap body 51, and is preferably closer to 0%, specifically about 0% or more and 2% or less. It is preferable. The antireflection film 52 is formed, for example, by coating SiO 2 , TiO 2 , MgF 2 or the like on the end surface of the end cap body 51 opposite to the first optical fiber 3 by vapor deposition or the like.

変形例4
図6に示すように、エンドキャップ5は、エンドキャップ本体51の第1光ファイバ3側の端面において、部分反射膜53をさらに有していてもよい。部分反射膜53は、第1光ファイバ3内で発生する出力光の一部を反射する性質を有する。具体的には、部分反射膜53は、第1光ファイバ3のコア31が励起光を吸収することによって発生する出力光の一部を反射する性質を有する。部分反射膜53は、例えば、蒸着などによって、SiO、TiO、又はMgFなどを、エンドキャップ本体51の第1光ファイバ3側の端面にコーティングすることによって形成される。
Modification 4
As shown in FIG. 6, the end cap 5 may further include a partial reflection film 53 on the end surface of the end cap body 51 on the first optical fiber 3 side. The partial reflection film 53 has a property of reflecting a part of output light generated in the first optical fiber 3. Specifically, the partial reflection film 53 has a property of reflecting a part of output light generated when the core 31 of the first optical fiber 3 absorbs excitation light. The partial reflection film 53 is formed by coating the end surface of the end cap body 51 on the first optical fiber 3 side with, for example, SiO 2 , TiO 2 , or MgF 2 by vapor deposition or the like.

変形例5
図7に示すように、エンドキャップ5は、変形例3において説明した反射防止膜52と、変形例4において説明した部分反射膜53とを両方有していてもよい。
Modification 5
As illustrated in FIG. 7, the end cap 5 may include both the antireflection film 52 described in the third modification and the partial reflection film 53 described in the fourth modification.

変形例6
図8に示すように、第2光ファイバ4は、ファイバ本体40の先端面において、励起光に対する反射防止膜44を有していてもよい。この反射防止膜44は、第1光源2からの励起光を反射することを防止する機能を有する。この励起光に対する反射防止膜44の反射率は、ファイバ本体40の反射率よりも低くすることにより効果があり、0%に近いほど好ましく、具体的には0%以上2%以下程度であることが好ましい。反射防止膜44は、例えば、蒸着などによって、SiO、TiO、MgFなどを、ファイバ本体40の先端面にコーティングすることによって形成される。なお、変形例6では、反射防止膜44よりも反射膜43の方が第1光ファイバ3側に形成されているが、反射防止膜44が反射膜43よりも第1光ファイバ3側に形成されていてもよい。
Modification 6
As shown in FIG. 8, the second optical fiber 4 may have an antireflection film 44 for the excitation light on the tip surface of the fiber body 40. The antireflection film 44 has a function of preventing excitation light from the first light source 2 from being reflected. The reflectivity of the antireflection film 44 with respect to the excitation light is effective by making it lower than the reflectivity of the fiber body 40, and is preferably close to 0%, specifically, about 0% or more and 2% or less. Is preferred. The antireflection film 44 is formed by coating the distal end surface of the fiber body 40 with, for example, SiO 2 , TiO 2 , MgF 2 or the like by vapor deposition or the like. In Modification 6, the reflection film 43 is formed on the first optical fiber 3 side rather than the antireflection film 44, but the antireflection film 44 is formed on the first optical fiber 3 side than the reflection film 43. May be.

変形例7
図9に示すように、エンドキャップ5を省略し、第1コリメートレンズ6を第1光ファイバ3の第2端部に装着してもよい。この場合、エンドキャップ5に場合と同様に第1コリメートレンズ6の第1光ファイバ3とは反対側の端面において、反射防止膜52をさらに有していてもよい。
Modification 7
As shown in FIG. 9, the end cap 5 may be omitted, and the first collimating lens 6 may be attached to the second end of the first optical fiber 3. In this case, the end cap 5 may further have an antireflection film 52 on the end surface of the first collimating lens 6 opposite to the first optical fiber 3 as in the case.

変形例8
図10に示すように、第2光源7、第2コリメートレンズ8、及びダイクロイックミラー9をさらに備えていてもよい。第2光源7は、励起光を発生させる装置であり、例えばランプ又は半導体レーザなどによって構成することができる。第2光源7からの励起光は、第1光ファイバ3の第2端面34に入射する。第2光源7にて発生した励起光は、第3光ファイバ7aを介して出力される。なお、第3光ファイバ7aは、レーザ媒質がドープされていないことが好ましい。
Modification 8
As shown in FIG. 10, a second light source 7, a second collimating lens 8, and a dichroic mirror 9 may be further provided. The second light source 7 is a device that generates excitation light, and can be constituted by, for example, a lamp or a semiconductor laser. Excitation light from the second light source 7 is incident on the second end face 34 of the first optical fiber 3. The excitation light generated by the second light source 7 is output via the third optical fiber 7a. The third optical fiber 7a is preferably not doped with a laser medium.

第2コリメートレンズ8は、第3光ファイバ7aの先端部近傍に配置されている。第2コリメートレンズ8は、第3光ファイバ7aから出力された励起光を、発散光の状態から平行光の状態に変換する。また、第1コリメートレンズ6は、集光レンズとしても機能する。すなわち、第1コリメートレンズ6は、第2コリメートレンズ8によって平行光の状態とされた励起光を集光する。この第1コリメートレンズ6によって集光された励起光は、エンドキャップ5を介して第1光ファイバ3に入射する。   The second collimating lens 8 is disposed in the vicinity of the tip of the third optical fiber 7a. The second collimating lens 8 converts the excitation light output from the third optical fiber 7a from a divergent light state to a parallel light state. The first collimating lens 6 also functions as a condenser lens. That is, the first collimating lens 6 condenses the excitation light converted into the parallel light by the second collimating lens 8. The excitation light condensed by the first collimating lens 6 enters the first optical fiber 3 through the end cap 5.

ダイクロイックミラー9は、第1コリメートレンズ6と第2コリメートレンズ8との間に配置されている。ダイクロイックミラー9は、第2光源7からの励起光を透過させるとともに、第1光ファイバ3からのレーザ光の進行方向を変更するように反射する。   The dichroic mirror 9 is disposed between the first collimating lens 6 and the second collimating lens 8. The dichroic mirror 9 transmits the excitation light from the second light source 7 and reflects it so as to change the traveling direction of the laser light from the first optical fiber 3.

1 レーザ発振器
2 第1光源
3 第1光ファイバ
30 第1端面
4 第2光ファイバ
43 反射膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser oscillator 2 1st light source 3 1st optical fiber 30 1st end surface 4 2nd optical fiber 43 Reflective film

Claims (8)

励起光を発生させる第1光源と、
前記第1光源からの励起光が入射される第1端面を有する第1光ファイバと、
前記第1光源から延び、前記第1端面と接着する第2光ファイバと、
を備え、
前記第2光ファイバは、前記第1光ファイバ内で発生する出力光を反射する反射膜を有し、前記反射膜において前記第1端面と接着する、
レーザ発振器。
A first light source for generating excitation light;
A first optical fiber having a first end surface on which excitation light from the first light source is incident;
A second optical fiber extending from the first light source and bonded to the first end surface;
With
The second optical fiber has a reflective film that reflects output light generated in the first optical fiber, and adheres to the first end face in the reflective film.
Laser oscillator.
前記第1光ファイバは、レーザ媒質がドープされ、
前記第2光ファイバにおける前記レーザ媒質の質量含有率は、前記第1光ファイバにおける前記レーザ媒質の質量含有率よりも低い、
請求項1に記載のレーザ発振器。
The first optical fiber is doped with a laser medium;
The mass content of the laser medium in the second optical fiber is lower than the mass content of the laser medium in the first optical fiber.
The laser oscillator according to claim 1.
前記第2光ファイバは、前記レーザ媒質がドープされていない、請求項2に記載のレーザ発振器。   The laser oscillator according to claim 2, wherein the second optical fiber is not doped with the laser medium. 前記第1光ファイバの第2端面に接着されたコリメートレンズ又はエンドキャップをさらに備える、請求項1から3のいずれかに記載のレーザ発振器。   4. The laser oscillator according to claim 1, further comprising a collimating lens or an end cap bonded to the second end face of the first optical fiber. 5. 前記コリメートレンズ又はエンドキャップは、前記第1光ファイバの第2端面と接着する端面とは反対側の端面に、前記第1光ファイバ内で発生する出力光の反射を防止する反射防止膜を有する、
請求項4に記載のレーザ発振器。
The collimating lens or the end cap has an antireflection film for preventing reflection of output light generated in the first optical fiber on an end surface opposite to an end surface bonded to the second end surface of the first optical fiber. ,
The laser oscillator according to claim 4.
励起光を発生させる第2光源をさらに備え、
前記第2光源からの励起光は、前記第1光ファイバの前記第2端面に入射する、
請求項4又は5に記載のレーザ発振器。
A second light source for generating excitation light;
Excitation light from the second light source is incident on the second end face of the first optical fiber;
The laser oscillator according to claim 4 or 5.
前記第1光ファイバと前記第2光ファイバとは、融着によって互いに接着している、請求項1から6のいずれかに記載のレーザ発振器。   The laser oscillator according to claim 1, wherein the first optical fiber and the second optical fiber are bonded to each other by fusion bonding. 前記第2光ファイバの反射膜は、前記出力光に対して90%以上100%以下の反射率を有する、請求項1から7のいずれかに記載のレーザ発振器。   The laser oscillator according to claim 1, wherein the reflection film of the second optical fiber has a reflectance of 90% to 100% with respect to the output light.
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