JP2019517134A - モノリシック可視波長ファイバーレーザー - Google Patents
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Abstract
Description
101 ラマンレーザー
102 光ファイバー
103 コア
104 クラッディング
105 外側クラッディング
106 ファイバーブラッググレーティング、FBG
107 順方向光
107a レーザーの伝播
107b 反射光
200 レーザー共振器
201 ラマンレーザー
202 光ファイバー
203 コア
204 クラッディング
205 外側クラッディング
206 ファイバーブラッググレーティング、FBG
207 順方向光
207a レーザーの伝播
207b 反射光
310 第1の光ファイバー区分
311 外側クラッディング
312 内側クラッディング
313 コア
320、321 レンズ
330 光学部材
331 体積ブラッググレーティング、VBG
340 第2の光ファイバー区分
341 外側クラッディング
342 内側クラッディング
343 コア
370a 順方向光及び反射光
370b レーザー伝播
410 光ファイバー区分
411 外側クラッディング
412 内側クラッディング
413 コア
414 光ファイバーの面
430 光学部材
431 体積ブラッググレーティング、VBG
470 光の入射及び出射結合
470a 光の伝播
500 反射部材
502 光ファイバー
503 コア
504 内側クラッディング
505 外側クラッディング
507 順方向及びコア内に留まる反射光
507a レーザーの伝播
507b コアから外へ方向決めされる反射光
530 光学部材
531 体積ブラッググレーティング、VBG
600 反射部材
602 光ファイバー
603 コア
604 内側クラッディング
605 外側クラッディング
607 ファイバー面
630 レーザー作用帯
631 モスアイパターン
701 457nmの順方向信号を表す曲線
702 457nmの逆方向信号を表す曲線
711 466nmの順方向信号を表す曲線
712 466nmの逆方向信号を表す曲線
721 457nmの順方向信号を表す曲線
722 457nmの逆方向信号を表す曲線
731 466nmの順方向信号を表す曲線
732 466nmの逆方向信号を表す曲線
741 457nmの順方向信号を表す曲線
742 457nmの逆方向信号を表す曲線
751 466nmの順方向信号を表す曲線、
752 466nmの逆方向信号を表す曲線
800 クラッディングのファイバー長手方向に対する角度
801 クラッディング
802 コア
805、805a、805b、805c、805d ショットパターン線
812、813 クラッディング
820 コア
821 クラッディング
822、823 コア
850 レーザーショット
855、856 レーザー変質領域
900 出力パワーのグラフ
901 1次ラマンストークス線
902 2次ラマンストークス線
1000 レーザー共振器
1001 光ファイバー
1002 コア
1003 エンドキャップ
1004 クラッディング
1005 フィードバック機構
1006 第1反射部材
1007 第2反射部材
1008 エンドキャップの面
1010 反射部材間の距離
1102 第1のラマン次数の誘電体被覆
1103 ファイバー
1104、1105 エンドキャップ
Claims (82)
- 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コアとクラッディングとを有し全ファイバーフィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は第1反射部材及び第2反射部材を備え、前記第1反射部材と前記第2反射部材は、前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて間に或る距離を画定しており;
b.前記第2反射部材はファイバーブラッググレーティングであり、前記ファイバーブラッググレーティングは第1のラマン次数へのフィードバックを提供することができ、前記ファイバーブラッググレーティングは第2のラマン次数へのフィードバックを提供することができないようにされた、レーザー共振器。 - 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングは、400−700nmの波長領域で動作するフェムト秒パルスを使用して光ファイバー中に作られている、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記コアは純粋溶融石英コアであり、前記ファイバーブラッググレーティングは前記コア中に配置されている、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記コアはリンドープされたコアであり、前記ファイバーブラッググレーティングは前記コア中に配置されている、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記コアは感光性ドーパントでドープされておらず、それにより前記コアは感光性ドーパント不含であり;当該レーザー共振器は、約500nmより下の波長のレーザービームを作り出すことができる、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングは、前記光ファイバー中に光波方向に対する垂直入射で刻まれていて;それにより前記光ファイバーの前記コア内にフィードバックを提供する、レーザー共振器。
- ラマン利得スペクトル内に特定の波長のフィードバックを提供するファイバーブラッググレーティング。
- 請求項7に記載のファイバーブラッググレーティングにおいて、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングである、ファイバーブラッググレーティング。
- 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コアとクラッディングとを有し全ファイバーフィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は第1反射部材及び第2反射部材を備え;前記第1反射部材と前記第2反射部材は光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて間に或る距離を画定しており;
b.前記第2反射部材はファイバーブラッググレーティングであり、前記ファイバーブラッググレーティングはラマン利得スペクトルの次数全体に亘るフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。 - 請求項9に記載のファイバーブラッググレーティングにおいて、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングである、ファイバーブラッググレーティング。
- 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コアとクラッディングとを有し全ファイバーフィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は第1反射部材及び第2反射部材を有し;前記第1反射部材と前記第2反射部材は前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて間に或る距離を画定しており;
b.前記第2反射部材はファイバーブラッググレーティングであり、前記ファイバーブラッググレーティングは第2のラマン次数への損失を提供することができる、レーザー共振器。 - 請求項11に記載のファイバーブラッググレーティングにおいて、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングである、ファイバーブラッググレーティング。
- 請求項2に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングは、前記光ファイバー中に光波方向の法線に対して角度を付けて刻まれていて;それにより前記ファイバーブラッググレーティングは伝播モードを前記ファイバーの前記コアから外へ向け直すことができる、レーザー共振器。
- 請求項2に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングは、前記光ファイバー中の光波方向の法線に対して湾曲した形状に刻まれていて;それにより前記ファイバーブラッググレーティングはnモードのみを前記ファイバーの前記コアの中へと戻すように向け直すことができ、ここにnは1から<4まで変わり得る、レーザー共振器。
- 請求項2に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングは、純粋溶融石英コアファイバー中に刻まれている、レーザー共振器。
- 請求項2に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングは、ファイバーのリンドープされたコア中に刻まれている、レーザー共振器。
- 請求項2に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはドープされたコア中に刻まれている、レーザー共振器。
- 請求項2に記載のレーザー共振器において、前記コアは感光性ドーパントでドープされておらず、それにより前記コアは感光性ドーパント不含であり;当該レーザー共振器は約500nmより下の波長のレーザービームを作り出すことができる、レーザー共振器。
- 請求項7に記載のファイバーブラッググレーティングにおいて、前記ファイバーブラッググレーティングはnのラマン次数に亘る損失を提供することができ、ここにnは2から>10まで変わり得る、ファイバーブラッググレーティング。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングであり;前記ファイバー結合型体積ブラッググレーティングはフェムト秒レーザーパルスを使用して作られている、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングであり;前記ファイバー結合型体積ブラッググレーティングはガラス中に作られている、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングであり;前記ファイバー結合型体積ブラッググレーティングはガラス中に光波方向に対する垂直入射で刻まれていて;それにより前記ファイバー結合型体積ブラッググレーティングは前記光ファイバーの前記コア内にフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングであり;前記ファイバー結合型体積ブラッググレーティングは前記光ファイバー中に光波方向の法線に対して角度を付けて刻まれていて;それにより前記ファイバー結合型ブラッググレーティングは伝播モードを前記ファイバーの前記コアから外へ向け直すことができる、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングであり、;前記ファイバー結合型体積ブラッググレーティングは前記光ファイバー内に光波方向の法線に対して湾曲した形状に刻まれていて;それにより前記ファイバー結合型ブラッググレーティングはnのモードのみを前記ファイバーの前記コアの中へ戻すように向け直すことができ、ここにnは1から<4まで変わり得る、レーザー共振器。
- 請求項5に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングである、レーザー共振器。
- 請求項7に記載のレーザー共振器において、前記ファイバーブラッググレーティングはファイバー結合型体積ブラッググレーティングである、レーザー共振器。
- 請求項1に記載のレーザー共振器において、前記レーザー共振器はファイバー光学器エンドキャップを備え、前記ブラッググレーティングは前記ファイバー光学器エンドキャップ中に配置されている、レーザー共振器。
- 請求項27に記載のレーザー共振器において、前記ファイバー光学器エンドキャップはガラスを備えている、レーザー共振器。
- 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コア及びエンドキャップとクラッディングとを備え全ファイバーフィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は、前記ファイバー中に配置されている第1反射部材及び前記エンドキャップ中に配置されている第2反射部材を備え;前記第1反射部材と前記第2反射部材は前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて間に或る距離を画定しており、
b.前記第2反射部材はブラッググレーティングであり、前記ブラッググレーティングは或るラマン次数へのフィードバックを提供することができる、光ファイバーを備えている、レーザー共振器。 - 請求項29に記載のレーザー共振器において、前記ブラッググレーティングは第1のラマン次数へのフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項29に記載のレーザー共振器において、前記ブラッググレーティングは第2のラマン次数へのフィードバックを提供することができない、レーザー共振器。
- 請求項30に記載のレーザー共振器において、前記ブラッググレーティングは第2のラマン次数へのフィードバックを提供することができない、レーザー共振器。
- 請求項29に記載のレーザー共振器において、前記ブラッググレーティングは前記ファイバー光学器エンドキャップの中に光波方向に対する垂直入射で書き込まれていて、前記ブラッググレーティングは前記光ファイバーのNAに整合するように湾曲しており、それにより前記ブラッググレーティングは前記光ファイバーの前記コア内にフィードバックを提供する、レーザー共振器。
- 請求項29に記載のレーザー共振器において、前記ブラッググレーティングはラマン利得スペクトル内の特定の波長のフィードバックを提供する、レーザー共振器。
- 請求項29に記載のレーザー共振器において、前記ブラッググレーティングはラマン利得スペクトル全体に亘るフィードバックを提供する、レーザー共振器。
- 光ファイバーに接続されたファイバー光学器エンドキャップの中に書き込まれている体積ブラッググレーティングであって;当該ブラッググレーティングは或るラマン次数への損失を提供する、体積ブラッググレーティング。
- 請求項36に記載の体積ブラッググレーティングにおいて、前記体積ブラッググレーティングは、伝播モードを前記ファイバーのコアから外へ向け直すために前記光ファイバー中の光波方向の法線に対して角度を付けて刻まれている、体積ブラッググレーティング。
- 請求項29に記載のブラッググレーティングにおいて、前記ファイバー光学器エンドキャップはガラスを備えている、ブラッググレーティング。
- 請求項29に記載のブラッググレーティングにおいて、前記ファイバー光学器エンドキャップは、感光性ドーパントでドープされていないガラスを備え、それにより感光性ドーパント不含であり、約500nmより下の波長のレーザービームを生成することができる、ブラッググレーティング。
- 請求項36に記載の体積ブラッググレーティングにおいて、前記体積ブラッググレーティングは第2のラマン次数への損失を提供する、体積ブラッググレーティング。
- 請求項29に記載のブラッググレーティングにおいて、前記ブラッググレーティングはnのラマン次数に亘る損失を提供し、ここにnは2から>10まで変わり得る、ブラッググレーティング。
- 請求項36に記載の体積ブラッググレーティングにおいて、前記体積ブラッググレーティングはフェムト秒レーザーパルスを使用して作られていて;前記体積ブラッググレーティングは400−700nmの波長領域で動作することができる、体積ブラッググレーティング。
- 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、当該レーザー共振器は、
a.コアとクラッディングとを有し全ファイバーフィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は前記ファイバー中に配置されている第1反射部材及び前記光ファイバー中に配置されている第2反射部材を備え;前記第1反射部材と前記第2反射部材は前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて間に或る距離を画定しており;
b.前記第2反射部材はナノ構造モスアイグレーティングである、レーザー共振器。 - 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは或るラマン次数へのフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項44に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは第1のラマン次数へのフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項44に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは第2のラマン次数へのフィードバックを提供することができない、レーザー共振器。
- 請求項45に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは第2のラマン次数へのフィードバックを提供することができない、レーザー共振器。
- 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは前記光ファイバーの端部のガラス中に作られている、レーザー共振器。
- 請求項48に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは前記ファイバー中に光波方向に対する垂直入射で位置決めされていて、それにより前記光ファイバーの前記コア内にフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは、ラマン利得スペクトル内の特定の波長のフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは前記ラマン利得スペクトル全体に亘るフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは第2のラマン次数への損失を提供することができる、レーザー共振器。
- 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは前記光ファイバー中に光波方向の法線に対して角度を付けて位置決めされていて、それにより伝播モードを前記ファイバーの前記コアから外へ向け直すことができる、レーザー共振器。
- 請求項48に記載のレーザー共振器において、前記ガラスは感光性ドーパントでドープされておらず;それにより前記ガラスは感光性ドーパント不含である、レーザー共振器。
- 請求項48に記載のレーザー共振器において、前記波長は400nmから500nmまでである、レーザー共振器。
- 請求項43に記載のレーザー共振器において、前記ナノ構造モスアイグレーティングは、nのラマン次数に亘る損失を提供することができ、ここにnは2から>10まで変わり得る、レーザー共振器。
- 800nm未満の波長を有するレーザービームを提供するためのファイバーレーザーであって、
a.光ファイバーと、ポンプレーザー入力端と、レーザービーム出力端と、を有するレーザー共振器を備え、
b.前記光ファイバーはコアとクラッディングとを有し、
c.前記レーザービーム出力端は、前記コアの屈折率とは異なる屈折率を有するレーザー変質領域を有し、前記レーザー変質領域は、既定波長を有するレーザービームを透過させ既定範囲の波長を反射するためのブラッググレーティングを画定しており、前記既定範囲は前記透過したレーザービームの波長を含んでいない、前記レーザービーム出力端と、
を備えている、ファイバーレーザー。 - 請求項57に記載のファイバーレーザーにおいて、前記レーザー共振器はモノリシックファイバーレーザー共振器である、ファイバーレーザー。
- 請求項57に記載のファイバーレーザーにおいて、前記レーザービーム出力端は体積ブラッググレーティングである、ファイバーレーザー。
- 請求項57に記載のファイバーレーザーにおいて、前記出力端はファイバーブラッググレーティングである、ファイバーレーザー。
- 請求項50に記載のファイバーレーザーにおいて、前記透過したレーザービームの波長は約400nmから約600nmである、ファイバーレーザー。
- 請求項50に記載のファイバーレーザーにおいて、前記透過したレーザービームの波長は約400nmから約500nmである、ファイバーレーザー。
- 請求項59に記載のファイバーレーザーにおいて、前記透過したレーザービームの波長は約425nmから約475nmである、ファイバーレーザー。
- 請求項60に記載のファイバーレーザーにおいて、前記透過したレーザービームの波長は457nmである、ファイバーレーザー。
- 請求項50に記載のファイバーレーザーにおいて、前記透過したレーザービームの波長は466nmである、ファイバーレーザー。
- ファイバーレーザー共振器を作る方法であって、光ファイバーを提供する段階と;前記光ファイバーの或る区域を、10ピコ秒未満のパルス幅を有するパルスレーザービームで処理し、それにより変更された屈折率を有するレーザー変質領域を前記光ファイバー中に形成し:それによりファイバーブラッググレーティングを画定する段階であって;前記ファイバーブラッググレーティングは約400nmから約700nmの範囲の波長を透過させるように波長選択的である、段階と、を含む方法。
- 請求項66に記載の方法において、前記パルス幅は1ピコ秒未満である、方法。
- 請求項66に記載の方法において、前記レーザー変質領域は本質的に感光性ドーパント不含である、方法。
- ファイバーレーザー共振器を作る方法であって、光ファイバーを提供する段階と;前記光ファイバーの或る区域を屈折率改変手段で処理し、それにより変更された屈折率を有するレーザー変質領域を前記光ファイバー中に形成し:それによりファイバーブラッググレーティングを画定する段階であって;前記ファイバーブラッググレーティングは約400nmから約700nmの範囲の波長を透過させるように波長選択的である、段階と、を備えている方法。
- 請求項69に記載の方法において、前記屈折率改変手段は化学剤である、方法。
- 請求項69に記載の方法において、前記屈折率改変手段は熱処理である、方法。
- 請求項69に記載の方法において、前記屈折率改変手段は電磁放射ビームである、方法。
- 請求項72に記載の方法において、前記電磁放射ビームはエキシマレーザービームであり、前記ファイバーブラッググレーティングはエキシマレーザーによって提供される深部UV放射によって誘導された、方法。
- 請求項72に記載の方法において、前記電磁放射ビームはX線ビームであり、前記ファイバーブラッググレーティングは前記光ファイバーの前記X線への暴露によって誘導された、方法。
- 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コア及びエンドキャップとクラッディングとを有し一体型フィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は前記ファイバー中に配置されている第1反射部材及び前記エンドキャップの表面に配置されている第2反射部材を備え;前記第1反射部材は前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて、前記第1及び第2反射部材の間に或る距離を画定しており;
b.前記第2反射部材は誘電体被覆であり、前記誘電体被覆は第1のラマン次数へのフィードバックを提供することができ、
c.前記第2反射部材は誘電体被覆であり、前記誘電体被覆はn=2のラマン次数へのフィードバックを提供しない、レーザー共振器。 - 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コア及びエンドキャップとクラッディングとを有し一体型フィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は前記エンドキャップの面に配置されている第1反射部材及び前記ファイバー中に配置されている第2反射部材を備え;前記第2反射部材は前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて前記第1及び第2反射部材の間に或る距離を画定しており;
b.前記第2反射部材はブラッググレーティングであり、前記ブラッググレーティングは第1のラマン次数へのフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。 - 約400nmから約700nmの波長領域のレーザービームを生成するためのレーザー共振器であって、
a.コア及びエンドキャップとクラッディングとを有し一体型フィードバック機構を有する光ファイバーを備え、前記フィードバック機構は一方のエンドキャップの面に配置されている第1反射部材及び他方のエンドキャップの面に配置されている第2反射部材を備え;前記第1反射部材と前記第2反射部材は前記光ファイバーの長さ方向に沿って配置されていて間に或る距離を画定しており;
b.第2反射部材は狭帯域誘電体被覆であり、前記誘電体被覆は第1のラマン次数へのフィードバックを提供することができる、レーザー共振器。 - 請求項77に記載のレーザー共振器において、前記第2反射部材は狭帯域誘電体被覆であり、前記誘電体被覆は第2のラマン次数又はn>1からxxまでの何れかの他のラマン次数へのフィードバックを提供しない、レーザー共振器。
- 請求項77に記載のレーザー共振器において、前記第1反射部材は、第1のラマン次数へのフィードバックを提供する狭帯域誘電体被覆であり、ポンプ波長における低反射被覆である、レーザー共振器。
- 請求項77に記載のレーザー共振器において、前記第1反射部材及び前記第2反射部材は、第1のラマン次数へのフィードバックを提供する誘電体被覆であり、どちらもポンプ波長における低反射被覆である、レーザー共振器。
- 請求項77に記載のレーザー共振器において、前記第1反射部材及び前記第2反射部材は、第1のラマン次数へのフィードバックを提供する誘電体被覆であり、前記第1誘電体被覆はポンプ波長に対して低反射性であり、前記第2誘電体被覆はポンプ波長に対して高反射性であり、前記レーザーの変換効率を改善するために前記共振器を通る前記ポンプ波長のための第2のパスを提供する、レーザー共振器。
- 請求項77に記載のレーザー共振器において、前記第1反射部材及び前記第2反射部材は、nのラマン次数へのフィードバックを提供する誘電体被覆であり、ここにn>1からxxxまでである、レーザー共振器。
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