JP2781399B2 - 光フアイバ及びそれを用いた光学装置 - Google Patents
光フアイバ及びそれを用いた光学装置Info
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
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- H01S3/094069—Multi-mode pumping
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＣ光を光フアイバのコアに結合するための装
置に関するものである。もつと詳細にいえば、本発明は
ポンピング光を、レーザ発振器光フアイバまたはレーザ
増幅器光フアイバのコアの中へ結合させるための装置に
関するものである。
置に関するものである。もつと詳細にいえば、本発明は
ポンピング光を、レーザ発振器光フアイバまたはレーザ
増幅器光フアイバのコアの中へ結合させるための装置に
関するものである。
［従来の技術］ 近年、活性フアイバを使用した光学レーザ発振器およ
び光学レーザ増幅器が、ますます注目を集めている。こ
のことは、このような活性フアイバの使用した装置は、
優れた性質の標準的レーザ材料を有することと、光フア
イバで得られる大きなエネルギ閉じ込め効果を有するこ
とを、組み合わせてそなえているからである。特に単一
モード・フアイバを丸い形状にできることは、フアイバ
装置の応用を広いものとしている。このようなフアイバ
は大きなエネルギ変換効率を有し、そして単一モード光
通信用フアイバへの結合特性において優れたものを有し
ている。したがつて、このようなフアイバは、フアイバ
通信装置およびフアイバ通信網に応用する時、大きな効
果がえられる。
び光学レーザ増幅器が、ますます注目を集めている。こ
のことは、このような活性フアイバの使用した装置は、
優れた性質の標準的レーザ材料を有することと、光フア
イバで得られる大きなエネルギ閉じ込め効果を有するこ
とを、組み合わせてそなえているからである。特に単一
モード・フアイバを丸い形状にできることは、フアイバ
装置の応用を広いものとしている。このようなフアイバ
は大きなエネルギ変換効率を有し、そして単一モード光
通信用フアイバへの結合特性において優れたものを有し
ている。したがつて、このようなフアイバは、フアイバ
通信装置およびフアイバ通信網に応用する時、大きな効
果がえられる。
活性導波器、すなわち非線形導波器、としてのフアイ
バ・レーザ装置の特性は、０ポンピング光が活性材料に
よつて吸収される効率、特に、フアイバ・コアの中のコ
ア材料によつて吸収される効率と、密接に関係してい
る。具体的にいえば、1973年４月24日公告の米国特許第
3,729,690号は、その第11図において、１つのフアイバ
構造体を開示している。このフアイバ構造体は光を活性
コアの中へ結合させる効率を大きくすることを目的とし
た構造体である。
バ・レーザ装置の特性は、０ポンピング光が活性材料に
よつて吸収される効率、特に、フアイバ・コアの中のコ
ア材料によつて吸収される効率と、密接に関係してい
る。具体的にいえば、1973年４月24日公告の米国特許第
3,729,690号は、その第11図において、１つのフアイバ
構造体を開示している。このフアイバ構造体は光を活性
コアの中へ結合させる効率を大きくすることを目的とし
た構造体である。
このフアイバ構造体は前記特許のコラム17、1.59から
コラム18、1.8までにおいて次のように開示されてい
る。
コラム18、1.8までにおいて次のように開示されてい
る。
第６図に示されたものと全く同じ形状のレーザ部品ま
たはレーザ棒は、第11図に示されているように、クラツ
ド・ガラス132の中心からずれた位置に、小さな直径の
単一レーザ・フアイバ130を配置することによつて得る
ことができる。第11図に示された形状と第６図に示され
た形状とのいずれも、ポンピング光が事実上あらゆる方
向からこの棒の端部を通してこの棒に入つてくるポンピ
ング方式の場合に、重要な働きをする。これらの形状の
場合の主要な利点は、端部ポンピング光を使用するさ
い、もし活性レーザ・ガラス棒の中心にあるとした特に
生ずる吸収よりも、レーザ棒内を伝播するスキユ光線
が、レーザ作用元素によつてより容易に吸収されること
である。クラツド棒の軸に対する活性レーザ・フアイバ
の精密な位置は、どのような端部結果が必要であるかに
よる、設計の端部にわたる問題である。
たはレーザ棒は、第11図に示されているように、クラツ
ド・ガラス132の中心からずれた位置に、小さな直径の
単一レーザ・フアイバ130を配置することによつて得る
ことができる。第11図に示された形状と第６図に示され
た形状とのいずれも、ポンピング光が事実上あらゆる方
向からこの棒の端部を通してこの棒に入つてくるポンピ
ング方式の場合に、重要な働きをする。これらの形状の
場合の主要な利点は、端部ポンピング光を使用するさ
い、もし活性レーザ・ガラス棒の中心にあるとした特に
生ずる吸収よりも、レーザ棒内を伝播するスキユ光線
が、レーザ作用元素によつてより容易に吸収されること
である。クラツド棒の軸に対する活性レーザ・フアイバ
の精密な位置は、どのような端部結果が必要であるかに
よる、設計の端部にわたる問題である。
開示されたこのフアイバ構造体は、明細にいえば、こ
の特許が出願された1969年11月17日の時点で当業者に周
知であつた、比較的短いガラス・フアイバに関するもの
である。
の特許が出願された1969年11月17日の時点で当業者に周
知であつた、比較的短いガラス・フアイバに関するもの
である。
その理由により、このフアイバ構造体の表面上の塵や
湿気まらはその他の異物により、光が散乱されてクラツ
ドの外へ出て行くことによる、大きな光の損失は重要で
はなかつた。けれども、この構造体は、その大きな光の
損失により、今日用いられている比較的長いフアイバの
場合に使用するには不適当である。今日用いられている
長いフアイバは、遠距離通信に用いられているような低
損失のフアイバが入手できるようになつて可能になつ
た。
湿気まらはその他の異物により、光が散乱されてクラツ
ドの外へ出て行くことによる、大きな光の損失は重要で
はなかつた。けれども、この構造体は、その大きな光の
損失により、今日用いられている比較的長いフアイバの
場合に使用するには不適当である。今日用いられている
長いフアイバは、遠距離通信に用いられているような低
損失のフアイバが入手できるようになつて可能になつ
た。
光と活性コアの結合効率を大きくすることを目的とし
たまた別のフアイバ構造体は、1985年10月８日公布の米
国特許第4,546,476号に開示されている。この特許に開
示されているフアイバ構造体は一対の光フアイバを並べ
て配置した構成につながつており、その第１フアイバは
ポンピング光を受け取るための装置であり、そしてその
第２フアイバは活性なレーザ作用材料でドープされてい
る。第１フアイバと第２フアイバの屈折率は、光が第２
フアイバすなわち活性フアイバの中を伝播するが、一
方、第１フアイバの中のポンピング光は伝播しないよう
に、選定される。これらの屈折率は、第１フアイバか
ら、第２フアイバすなわち活性フアイバへ、ポンピング
光の転送が大きくなるように選定された。この特許の第
２図に示されるように、第２の活性フアイバ14の横断面
積は近接して並べられた構造体の横断面積のかなりの部
分を構成する。明細にいえば、この特許は、第３欄、31
〜38行において、次のように開示している。「もしジヤ
ケツトの直径がフアイバの直径よりもわずかに大きいだ
けならば、ポンピング・フアイバから屈折されるポンピ
ング光のかなりの部分が、Nd;YAG結晶フアイバの中で吸
収され、その結果、Nd:YAG結晶フアイバの中で高エネル
ギ密度と大きな変換比がえられて、送信された光信号の
増幅が行なわれる。」さらに、この特許は、第５欄、45
〜49行において、薄いクラツドの使用を次のように開示
している。「この理由により、ジヤケツト22による吸収
を小さくしかつNd:YAGフアイバ14の吸収を大きくするに
は、ジヤケツト22の外被寸法をできるだけ小さく保つと
好都合である。」したがつて、第１コアと第２コアとジ
ヤケツトの屈折率が同程度である場合、第１フアイバと
ジヤケツトの組み合わせ体が受け取る光のモードの総数
は、この数は第１フアイバとジヤケツトの横断面積に比
例しているが、活性コアに直接に結合しうるモード尾の
総数にほぼ等しい。その理由は、これらの横断面積がほ
ぼ同じであるからである。その結果、このフアイバ構造
体において、第１フアイバとジヤケツトの組み合わせ体
の面積と第２フアイバの面積との比からは利点はえられ
ない。
たまた別のフアイバ構造体は、1985年10月８日公布の米
国特許第4,546,476号に開示されている。この特許に開
示されているフアイバ構造体は一対の光フアイバを並べ
て配置した構成につながつており、その第１フアイバは
ポンピング光を受け取るための装置であり、そしてその
第２フアイバは活性なレーザ作用材料でドープされてい
る。第１フアイバと第２フアイバの屈折率は、光が第２
フアイバすなわち活性フアイバの中を伝播するが、一
方、第１フアイバの中のポンピング光は伝播しないよう
に、選定される。これらの屈折率は、第１フアイバか
ら、第２フアイバすなわち活性フアイバへ、ポンピング
光の転送が大きくなるように選定された。この特許の第
２図に示されるように、第２の活性フアイバ14の横断面
積は近接して並べられた構造体の横断面積のかなりの部
分を構成する。明細にいえば、この特許は、第３欄、31
〜38行において、次のように開示している。「もしジヤ
ケツトの直径がフアイバの直径よりもわずかに大きいだ
けならば、ポンピング・フアイバから屈折されるポンピ
ング光のかなりの部分が、Nd;YAG結晶フアイバの中で吸
収され、その結果、Nd:YAG結晶フアイバの中で高エネル
ギ密度と大きな変換比がえられて、送信された光信号の
増幅が行なわれる。」さらに、この特許は、第５欄、45
〜49行において、薄いクラツドの使用を次のように開示
している。「この理由により、ジヤケツト22による吸収
を小さくしかつNd:YAGフアイバ14の吸収を大きくするに
は、ジヤケツト22の外被寸法をできるだけ小さく保つと
好都合である。」したがつて、第１コアと第２コアとジ
ヤケツトの屈折率が同程度である場合、第１フアイバと
ジヤケツトの組み合わせ体が受け取る光のモードの総数
は、この数は第１フアイバとジヤケツトの横断面積に比
例しているが、活性コアに直接に結合しうるモード尾の
総数にほぼ等しい。その理由は、これらの横断面積がほ
ぼ同じであるからである。その結果、このフアイバ構造
体において、第１フアイバとジヤケツトの組み合わせ体
の面積と第２フアイバの面積との比からは利点はえられ
ない。
このこと以外には、前記特許は光を活性単一モード・
コアに結合させることを目的としていない。すなわち、
前記特許はその第４欄、50〜51行において、第２活性フ
アイバ14は直径100ミクロンのコアを有する、と開示し
ている。さらに、それぞれのフアイバのクラツドはまた
コアが研磨されて事実上平面である表面が作られ、そし
てこれらの平面を有するフアイバを近接して配置して大
きな結合を得ようとする実施例は、前記問題点を解決す
ることはでない。
コアに結合させることを目的としていない。すなわち、
前記特許はその第４欄、50〜51行において、第２活性フ
アイバ14は直径100ミクロンのコアを有する、と開示し
ている。さらに、それぞれのフアイバのクラツドはまた
コアが研磨されて事実上平面である表面が作られ、そし
てこれらの平面を有するフアイバを近接して配置して大
きな結合を得ようとする実施例は、前記問題点を解決す
ることはでない。
したがつて、レーザ・ダイオードのようなポンピング
光源からの光の大部分を効率よく受け取り、かつ、この
光を受け取つた後、この光を単一モード・コアに効率よ
く結合する、単一モード・コアを有するフアイバ構造体
が当業者に要望されていた。
光源からの光の大部分を効率よく受け取り、かつ、この
光を受け取つた後、この光を単一モード・コアに効率よ
く結合する、単一モード・コアを有するフアイバ構造体
が当業者に要望されていた。
［発明の要約］ 本発明の実施例により、（１） 単一モード・コアを
有し、（２） 入射ポンピング光の大部分を効率よく受
け取り、（３） この受け取られた光の全部に近い部分
が単一モード・コアに結合する。フアイバ構造体がえら
れ、この技術分野に存在していた前記問題点が、本発明
により好ましい方向に解決される。
有し、（２） 入射ポンピング光の大部分を効率よく受
け取り、（３） この受け取られた光の全部に近い部分
が単一モード・コアに結合する。フアイバ構造体がえら
れ、この技術分野に存在していた前記問題点が、本発明
により好ましい方向に解決される。
本発明の実施例を説明する前に、従来技術の光フアイ
バについて第１図を参照して説明する。第１図の例で
は、活性コアである単一モード・コアが第１層すなち、
他モード・クラツド層の中に配置される。この活性コア
は、例えば、Ndをドープした溶融石英で作成され、そし
て第１他モード・クラツド層は溶融石英で作成され、そ
の横断面は事実上円形である。この第１他モード・クラ
ツドの直径と単一モード・コアの直径との比は、事実上
200から１の範囲内にある。さらに、この他モード・ク
ラツドは、フツ素またはホウ素がドープされた石英の薄
い層で被覆され、そしてさらに、このフツ素またはホウ
素がドープされた石英の比較的薄い層が、必要に応じ、
また別の石英の層で被覆される。なおさらに、単一モー
ド・コアは、第１多モード・クラツド層の中心からずれ
た位置に配置される。このずれの大きさは、第１多モー
ド・クラツドの中を伝播している光の大部分が単一モー
ド・コアに結合するという条件によつて決定される。こ
の結合は、多モード・クラツド層の中を伝播する光が偏
心した位置に配置された単一モード・コアのところを通
過する時には常に起こり、そして光は単一モード・コア
の中に吸収される。
バについて第１図を参照して説明する。第１図の例で
は、活性コアである単一モード・コアが第１層すなち、
他モード・クラツド層の中に配置される。この活性コア
は、例えば、Ndをドープした溶融石英で作成され、そし
て第１他モード・クラツド層は溶融石英で作成され、そ
の横断面は事実上円形である。この第１他モード・クラ
ツドの直径と単一モード・コアの直径との比は、事実上
200から１の範囲内にある。さらに、この他モード・ク
ラツドは、フツ素またはホウ素がドープされた石英の薄
い層で被覆され、そしてさらに、このフツ素またはホウ
素がドープされた石英の比較的薄い層が、必要に応じ、
また別の石英の層で被覆される。なおさらに、単一モー
ド・コアは、第１多モード・クラツド層の中心からずれ
た位置に配置される。このずれの大きさは、第１多モー
ド・クラツドの中を伝播している光の大部分が単一モー
ド・コアに結合するという条件によつて決定される。こ
の結合は、多モード・クラツド層の中を伝播する光が偏
心した位置に配置された単一モード・コアのところを通
過する時には常に起こり、そして光は単一モード・コア
の中に吸収される。
本発明の第１実施例は、光を単一モード・コアの中へ
効率よく結合させるために、細長いスラブ乗構造体を有
する。この実施例において、活性単一モード・コアが細
長い多モード溶融石英スラブ・クラツドの事実上中心に
配置される。この石英のスラブ・クラツドの横断面は長
方形であることが好ましい。この長方形スラブの寸法は
その幅と高さのいずれも、ポンピング光を発生するのに
用いられるポンピング用レーザ・ダイオードの接合の寸
法より、大きいことが好ましい。この多モードで長方形
のスラブ・クラツドは、ポンピング光源から効率よく光
を受け取り、そして次に、この受け取つた光を単一モー
ド・コアに効率よく結合する。このスラブ・クラツド
は、小さな屈折率の材料、例えば1.39程度の屈折率を有
する例えば透明な硬質プラスチツクのような材料で、さ
らに被覆される。プラスチツクは十分な可撓性を有して
おり、フアイバが湾曲しても破壊することがないので、
スラブ・クラツドをプラスチツクで被覆すると好都合で
ある。この構造体の屈折率の関係は次の通りである。単
一モード・コアの屈折率n1は多モード・スラブ・クラツ
ドの屈折率n2より大きく、かつ、多モード・スラブ・ク
ラツドの屈折率n2はそれを被覆している材料の屈折率n3
より大きい。第１クラツドが溶融石英で作成される場
合、小さな屈折率のプラスチツクで作成された第２クラ
ツドに対する、多モードの第１クラツドのNAは、0.4程
度に高いことができる。
効率よく結合させるために、細長いスラブ乗構造体を有
する。この実施例において、活性単一モード・コアが細
長い多モード溶融石英スラブ・クラツドの事実上中心に
配置される。この石英のスラブ・クラツドの横断面は長
方形であることが好ましい。この長方形スラブの寸法は
その幅と高さのいずれも、ポンピング光を発生するのに
用いられるポンピング用レーザ・ダイオードの接合の寸
法より、大きいことが好ましい。この多モードで長方形
のスラブ・クラツドは、ポンピング光源から効率よく光
を受け取り、そして次に、この受け取つた光を単一モー
ド・コアに効率よく結合する。このスラブ・クラツド
は、小さな屈折率の材料、例えば1.39程度の屈折率を有
する例えば透明な硬質プラスチツクのような材料で、さ
らに被覆される。プラスチツクは十分な可撓性を有して
おり、フアイバが湾曲しても破壊することがないので、
スラブ・クラツドをプラスチツクで被覆すると好都合で
ある。この構造体の屈折率の関係は次の通りである。単
一モード・コアの屈折率n1は多モード・スラブ・クラツ
ドの屈折率n2より大きく、かつ、多モード・スラブ・ク
ラツドの屈折率n2はそれを被覆している材料の屈折率n3
より大きい。第１クラツドが溶融石英で作成される場
合、小さな屈折率のプラスチツクで作成された第２クラ
ツドに対する、多モードの第１クラツドのNAは、0.4程
度に高いことができる。
この好ましい第１実施例は、例えばレーザ・ダイオー
ドによつて、端部ポンピングを行なうことができる。こ
の構造体の場合、ポンピング光は、高精度で焦点合わせ
をしなくても、クラツドの中へ好都合に結合される。ポ
ンピング光をコアの中へ直接に結合させる場合に比べ
て、輝度の小さな多モード・ポンピングが行なえるの
で、このことは好都合である。さらに、NAが0.4のよう
に高い場合、そして長方形の第１クラツドの寸法が十分
に大きい場合、レーザ・ダイオードからの光の事実上全
部が、界面でのフレネル反射損失を無視したとして、レ
ンズを使わなくても、すなわち、このフアイバの端部を
レーザ・ダイオードの発光面に向けて接近させて配置す
るだけて、吸収される。例えば、有効発光領域が縦２ミ
クロン、横100ミクロンで、数100ミリワツトの多モード
出力を有するレーザ・ダイオードが市販されている。こ
のレーザ・ダイオードから放射される光ビームの広がり
の全幅の典型的な値は、発光領域の長い辺を含む面内と
それに直交する面内とで、それぞれ、15゜および30゜で
ある。NAが0.4、長方形の寸法が40ミクロンと120ミクロ
ンで、レーザ・ダイオードの発光領域から５ミクロンの
位置に配置されたフアイバの場合、レーザ・ダイオード
から放射された光の事実上全部が、レーザ・ダイオード
の発光表面に対してフアイバの位置を吉備氏くない横方
向公差をもつて定めることにより、第１クラツドによつ
て容易に集められた。
ドによつて、端部ポンピングを行なうことができる。こ
の構造体の場合、ポンピング光は、高精度で焦点合わせ
をしなくても、クラツドの中へ好都合に結合される。ポ
ンピング光をコアの中へ直接に結合させる場合に比べ
て、輝度の小さな多モード・ポンピングが行なえるの
で、このことは好都合である。さらに、NAが0.4のよう
に高い場合、そして長方形の第１クラツドの寸法が十分
に大きい場合、レーザ・ダイオードからの光の事実上全
部が、界面でのフレネル反射損失を無視したとして、レ
ンズを使わなくても、すなわち、このフアイバの端部を
レーザ・ダイオードの発光面に向けて接近させて配置す
るだけて、吸収される。例えば、有効発光領域が縦２ミ
クロン、横100ミクロンで、数100ミリワツトの多モード
出力を有するレーザ・ダイオードが市販されている。こ
のレーザ・ダイオードから放射される光ビームの広がり
の全幅の典型的な値は、発光領域の長い辺を含む面内と
それに直交する面内とで、それぞれ、15゜および30゜で
ある。NAが0.4、長方形の寸法が40ミクロンと120ミクロ
ンで、レーザ・ダイオードの発光領域から５ミクロンの
位置に配置されたフアイバの場合、レーザ・ダイオード
から放射された光の事実上全部が、レーザ・ダイオード
の発光表面に対してフアイバの位置を吉備氏くない横方
向公差をもつて定めることにより、第１クラツドによつ
て容易に集められた。
本発明の第２実施例では、前記のスラブ構造体が、光
を側面で結合させてスラブ・クラツドの中へ導入するた
めに、いくつかの異つた方式で構成される。例えば、側
面結合の第１の方法は、スラブ・クラツドを被覆してい
るプラスチツク材料の一部分を例えば溶解またはその他
の方法で除去し、２つのフアイバのスラブ・クラツドを
露出させる。これらの２つのフアイバのうち１つのフア
イバはその中に単一モード・レーザ・コアが配置されて
おり、そしてもう一方のフアイバの中にはコアが配置さ
れていない。このもう一方のフアイバは、レーザ・フア
イバの第１クラツドと似ているが、その面積は同じかも
またはより小さいことが好ましい。次に、スラブ・クラ
ツドの両方の露出した部分が相互に接合される。
を側面で結合させてスラブ・クラツドの中へ導入するた
めに、いくつかの異つた方式で構成される。例えば、側
面結合の第１の方法は、スラブ・クラツドを被覆してい
るプラスチツク材料の一部分を例えば溶解またはその他
の方法で除去し、２つのフアイバのスラブ・クラツドを
露出させる。これらの２つのフアイバのうち１つのフア
イバはその中に単一モード・レーザ・コアが配置されて
おり、そしてもう一方のフアイバの中にはコアが配置さ
れていない。このもう一方のフアイバは、レーザ・フア
イバの第１クラツドと似ているが、その面積は同じかも
またはより小さいことが好ましい。次に、スラブ・クラ
ツドの両方の露出した部分が相互に接合される。
この実施例の場合、活性コアを有していないフアイバ
に対し、端部ポンピングが行なわれる。その結果、端部
ポンピングされた光が２つの露出したスラブが相互に接
合されている位置に到達した時、光は１つのスラブから
他のスラブへ結合するであろう。当業者には周知である
ように、もし２つのスラブを接合するのに接合剤が用い
られるならば、光が第１のスラブから第２のスラブへよ
りよく結合するように、この接合剤はいずれのスラブよ
りも大きな屈折率をもつべきである。その後フアイバ表
面に散乱体が付着しないように、この結合領域が小さな
屈折率のプラスチツク材料で再び被覆される。
に対し、端部ポンピングが行なわれる。その結果、端部
ポンピングされた光が２つの露出したスラブが相互に接
合されている位置に到達した時、光は１つのスラブから
他のスラブへ結合するであろう。当業者には周知である
ように、もし２つのスラブを接合するのに接合剤が用い
られるならば、光が第１のスラブから第２のスラブへよ
りよく結合するように、この接合剤はいずれのスラブよ
りも大きな屈折率をもつべきである。その後フアイバ表
面に散乱体が付着しないように、この結合領域が小さな
屈折率のプラスチツク材料で再び被覆される。
この構造のまた別の実施例では、活性単一モード・コ
アを有するフアイバの長さ方向に沿つて、種々の位置に
複数個のスラブとスラブが対向している構造体が配置さ
れる。このような実施例では、複数個のポンピング光源
からの光が、活性コアを有するスラブ・クラツドの側面
から内部へ、かつ、レーザ・フアイバに沿つて両方向か
ら、結合することができる。
アを有するフアイバの長さ方向に沿つて、種々の位置に
複数個のスラブとスラブが対向している構造体が配置さ
れる。このような実施例では、複数個のポンピング光源
からの光が、活性コアを有するスラブ・クラツドの側面
から内部へ、かつ、レーザ・フアイバに沿つて両方向か
ら、結合することができる。
側面結合を行なう第２の方法は、フアイバに沿つて種
々の位置において、スラブ・クラツドを被覆している例
えばプラスチツク材料の一部分を除去することにより、
フアイバのスラブ・クラツドを露出させ、次に、ステッ
プのこの露出された部分に、プリズムを屈折率整合材料
でもつて接合することである。入射平行光線を正しい方
向から当てれば、このプリズムの１つの表面に入射した
光はそこからスラブ・クラツドの中に結合するであろ
う。さらに、スラブ・クラツドに結合したこの光は、次
に、前記のように、単一モード活性コアの中へ結合する
であろう。このことにより、複数個のポンピング光源か
らの光でもつて、活性単一モード・コアを側面ポンピン
グする、本発明のまた別の実施例がえられる。
々の位置において、スラブ・クラツドを被覆している例
えばプラスチツク材料の一部分を除去することにより、
フアイバのスラブ・クラツドを露出させ、次に、ステッ
プのこの露出された部分に、プリズムを屈折率整合材料
でもつて接合することである。入射平行光線を正しい方
向から当てれば、このプリズムの１つの表面に入射した
光はそこからスラブ・クラツドの中に結合するであろ
う。さらに、スラブ・クラツドに結合したこの光は、次
に、前記のように、単一モード活性コアの中へ結合する
であろう。このことにより、複数個のポンピング光源か
らの光でもつて、活性単一モード・コアを側面ポンピン
グする、本発明のまた別の実施例がえられる。
側面結合を行なう第３の方法では、レーザ・フアイバ
の第１クラツドと同じような長方形フアイバを用いる
が、その中にはレーザ・コアがなく、またこの長方形フ
アイバは屈折率の小さな透明なプラスチツクで被覆され
るう。このフアイバの１つの端部が研磨されて、例えば
５゜から20゜の範囲内のかなり鋭い角度のテーパ付端部
表面が作成され、そしてこのテーパ付端部表面が、前記
方法と同様の方法で、スラブに接合される。このポンピ
ング光供給フアイバの他の端部に、前記のようにポンピ
ング光が送り込まれる。
の第１クラツドと同じような長方形フアイバを用いる
が、その中にはレーザ・コアがなく、またこの長方形フ
アイバは屈折率の小さな透明なプラスチツクで被覆され
るう。このフアイバの１つの端部が研磨されて、例えば
５゜から20゜の範囲内のかなり鋭い角度のテーパ付端部
表面が作成され、そしてこのテーパ付端部表面が、前記
方法と同様の方法で、スラブに接合される。このポンピ
ング光供給フアイバの他の端部に、前記のようにポンピ
ング光が送り込まれる。
本発明の前記実施例の利点は、ポンピング光の多モー
ド・クラツドへの焦点合わせがそれ程精密でなくてよい
ことであり、そしてポンピング光が複数回の反射を行つ
て単一モード・コアを何回も往復して通過し、それによ
りポンピング光の全部がコアによつて吸収されることで
ある。多くの場合に対する評価によれば、ポンピング光
をコアの中に効果的に吸収する適切なフアイバの長さ
は、１メートルまたは数メートルである。さらに、これ
らの実施例において、もし１メートル以上の長さが必要
でありかつ小形化が要求されているならば、このフアイ
バをコイルの形に巻くことができる。
ド・クラツドへの焦点合わせがそれ程精密でなくてよい
ことであり、そしてポンピング光が複数回の反射を行つ
て単一モード・コアを何回も往復して通過し、それによ
りポンピング光の全部がコアによつて吸収されることで
ある。多くの場合に対する評価によれば、ポンピング光
をコアの中に効果的に吸収する適切なフアイバの長さ
は、１メートルまたは数メートルである。さらに、これ
らの実施例において、もし１メートル以上の長さが必要
でありかつ小形化が要求されているならば、このフアイ
バをコイルの形に巻くことができる。
［実施例］ 本発明の原理は、添付図面を参照しての下記説明によ
り、明確に理解することができる。下記説明の理解を容
易にするために、添付図面において、同じ素子には同じ
番号が用いられる。
り、明確に理解することができる。下記説明の理解を容
易にするために、添付図面において、同じ素子には同じ
番号が用いられる。
最初に本発明の原理のより良き理解のため、従来技術の
場合について説明する。第１図は、従来の光フアイバ10
の横断面図である。単一モード・コア100の屈折率はn1
である。このコア100は、例えば、Nd3+イオンがドープ
された溶融石英のコアとして製造される。第１クラツド
層110の屈折率はn2であり、そしてこの層は、例えば、
溶融石英で製造された多モード・クラツド層である。コ
ア100は、第１クラツド層110の中心よりずれた位置に配
置される。第１クラツド層110を第２クラツド層120が取
り囲んでいる。第２クラツド層120の屈折率はn3であ
る。第２クラツド層120の屈折率n3は第１クラツド層110
の屈折率n2より小さい。第２クラツド層120の屈折率
は、例えば、フツ素またはB2O3またはこれら両者が存在
する環境の下で、製造途中の製品の上に、二酸化シリコ
ンを沈着するというよく知れた従来の技術によつて、第
１クラツド層110の屈折率をより小さくすることができ
る。第２クラツド層120は、クラツド層130によつて被覆
される。クラツド層130は、例えば、溶融石英によつて
作成される。
場合について説明する。第１図は、従来の光フアイバ10
の横断面図である。単一モード・コア100の屈折率はn1
である。このコア100は、例えば、Nd3+イオンがドープ
された溶融石英のコアとして製造される。第１クラツド
層110の屈折率はn2であり、そしてこの層は、例えば、
溶融石英で製造された多モード・クラツド層である。コ
ア100は、第１クラツド層110の中心よりずれた位置に配
置される。第１クラツド層110を第２クラツド層120が取
り囲んでいる。第２クラツド層120の屈折率はn3であ
る。第２クラツド層120の屈折率n3は第１クラツド層110
の屈折率n2より小さい。第２クラツド層120の屈折率
は、例えば、フツ素またはB2O3またはこれら両者が存在
する環境の下で、製造途中の製品の上に、二酸化シリコ
ンを沈着するというよく知れた従来の技術によつて、第
１クラツド層110の屈折率をより小さくすることができ
る。第２クラツド層120は、クラツド層130によつて被覆
される。クラツド層130は、例えば、溶融石英によつて
作成される。
第１図に示されたフアイバ構造体の好ましい実施例に
おいて、Nd3+イオンをドープしかつアルミニウム、ゲル
マニウム、またはリンのような不純物を付加して含有す
る単一モード・コアの場合、多モード・クラツド層110
の直径は事実上40ミクロンから80ミクロンの範囲内にあ
り、そして単一モード・コア直径は事実上３ミクロンか
ら８ミクロンの範囲内にある。
おいて、Nd3+イオンをドープしかつアルミニウム、ゲル
マニウム、またはリンのような不純物を付加して含有す
る単一モード・コアの場合、多モード・クラツド層110
の直径は事実上40ミクロンから80ミクロンの範囲内にあ
り、そして単一モード・コア直径は事実上３ミクロンか
ら８ミクロンの範囲内にある。
事実上円形の横断面を有する多モード導波器の中を伝
播しうるモードの数はV2/2に等しい。ここで、Ｖは Ｖ＝πｄ〔n2 導波管−n2 クラツド〕1/21/lポンプ（１） で与えられる。ここで、ｄは導波器の直径、ｎ導波管は
導波器の屈折率、ｎクラツドはクラツド層の屈折率、ｌ
ポンプはこの導波器に結合される光の波長である。
播しうるモードの数はV2/2に等しい。ここで、Ｖは Ｖ＝πｄ〔n2 導波管−n2 クラツド〕1/21/lポンプ（１） で与えられる。ここで、ｄは導波器の直径、ｎ導波管は
導波器の屈折率、ｎクラツドはクラツド層の屈折率、ｌ
ポンプはこの導波器に結合される光の波長である。
（１）式を用いて、第１図の光フアイバの多モードク
ラツド層110の中を伝播するモードの数は によつて与えられる。ここで、Ａはクラツド110の横断
面積、n3はクラツド120の屈折率である。
ラツド層110の中を伝播するモードの数は によつて与えられる。ここで、Ａはクラツド110の横断
面積、n3はクラツド120の屈折率である。
（２）式は結合している光の偏光の２つの状態に対し
て適用される。したがつて、単一モード・コアの場合、
単一伝播モードに対し２つの偏光状態がある。したがつ
て、ポンプ光源から多モード・クラツド110の中へ結合
しうるモードの数は、ポンプ光源からコア100の中へ直
接に結合しうるモードの数に比べて、 によつて与えられる。
て適用される。したがつて、単一モード・コアの場合、
単一伝播モードに対し２つの偏光状態がある。したがつ
て、ポンプ光源から多モード・クラツド110の中へ結合
しうるモードの数は、ポンプ光源からコア100の中へ直
接に結合しうるモードの数に比べて、 によつて与えられる。
多モード・クラツド110に結合される光は最終的には
単一モード・コアに吸収されるから、（３）式は第１図
の構造体をポンピングすることにより、単一モード・コ
アを直接に光でポンピングすることによつてえられるも
のに比べて、大幅な改良のえられることを示している。
この改良は、多モード・ポンピング光源からの出力光が
多モード・クラツド110に結合し、そしてこのクラツド1
10に結合した光が次に単一モード・コア100に結合する
ことによるものである。
単一モード・コアに吸収されるから、（３）式は第１図
の構造体をポンピングすることにより、単一モード・コ
アを直接に光でポンピングすることによつてえられるも
のに比べて、大幅な改良のえられることを示している。
この改良は、多モード・ポンピング光源からの出力光が
多モード・クラツド110に結合し、そしてこのクラツド1
10に結合した光が次に単一モード・コア100に結合する
ことによるものである。
例えば、細長い接合を有するレーザ・ダイオード・ポ
ンピング光源を使用する時、第１図のフアイバ10はその
NAが事実上0.10から0.30の範囲内にあるように製造しな
くてはならない。ここで、NAはクラツド層120とクラツ
ド層110の屈折率によつて決定される。これはある程度
大きなNAであつて、レーザ・ダイオードから放射された
光の大部分が適切に捕獲される。さらに、このNAの値
は、高いNA値を得るため、大きく異なつた屈折率をもつ
た材料を用いてフアイバを製造するときの応力に関連す
る各種の製造上の問題を惹起する程大きな値でない。
ンピング光源を使用する時、第１図のフアイバ10はその
NAが事実上0.10から0.30の範囲内にあるように製造しな
くてはならない。ここで、NAはクラツド層120とクラツ
ド層110の屈折率によつて決定される。これはある程度
大きなNAであつて、レーザ・ダイオードから放射された
光の大部分が適切に捕獲される。さらに、このNAの値
は、高いNA値を得るため、大きく異なつた屈折率をもつ
た材料を用いてフアイバを製造するときの応力に関連す
る各種の製造上の問題を惹起する程大きな値でない。
１つの好ましい実施例において、コア100とクラツド1
10との間のNAはできるだけ小さくするべきである、すな
わち、事実上0.02から0.15の範囲内にあるべきである。
さらに、例えばNd3+イオンのような活性材料を含有して
いる単一モード・コア100の直径はできるだけ大きくす
べきであつて、それにより、クラツド110の中を伝播し
ている光がコアに結合するための標的面積が大きくな
る。したがつて、単一モード・コア100は、典型的なレ
ーザ光波長において、事実上2.0から2.2の範囲内のＶ値
を有するべきである。この値は2.405、すなわち、単一
モード・カツトオフに対する値、以下に保たれるべきで
ある。その理由は、単一モード・カツトオフ値に近づき
過ぎない方がよいこと、直径の制御を精密にできないこ
とによつて生ずる誤動作の危険を避けたいからである。
さらに、クラツド110の直径は、光をコア100に直接に結
合させるのに比べて、光をクラツド110に高い効率で結
合させるために、コア100の直径よりも約10倍から20倍
位大きくなければならない。前記のように、結合効率は
面積の比に正比例する。
10との間のNAはできるだけ小さくするべきである、すな
わち、事実上0.02から0.15の範囲内にあるべきである。
さらに、例えばNd3+イオンのような活性材料を含有して
いる単一モード・コア100の直径はできるだけ大きくす
べきであつて、それにより、クラツド110の中を伝播し
ている光がコアに結合するための標的面積が大きくな
る。したがつて、単一モード・コア100は、典型的なレ
ーザ光波長において、事実上2.0から2.2の範囲内のＶ値
を有するべきである。この値は2.405、すなわち、単一
モード・カツトオフに対する値、以下に保たれるべきで
ある。その理由は、単一モード・カツトオフ値に近づき
過ぎない方がよいこと、直径の制御を精密にできないこ
とによつて生ずる誤動作の危険を避けたいからである。
さらに、クラツド110の直径は、光をコア100に直接に結
合させるのに比べて、光をクラツド110に高い効率で結
合させるために、コア100の直径よりも約10倍から20倍
位大きくなければならない。前記のように、結合効率は
面積の比に正比例する。
Nd2O3が1.0重量パーセント含有される場合、すなわ
ち、1020Ndン/ccの場合、コア100の直径とクラツド110
の直径との比が事実上１と10の範囲内にあり、そして長
さが８メートルの時、クラツド110に結合された光の90
％の程度が単一モード・コア100に吸収されることがわ
かつた。直径の比がこのようであることは、コア100の
面積に対するクラツド110の面積の比が１対100であるこ
とを意味する。例えば、円形の横断面を有する第１クラ
ツド110に対し、0.15のNAを有する直径５ミクロンのコ
ア100をそなえた、ニオジムでドープされたフアイバ・
コアが製造された。第１クラツド110は第２クラツド120
に対し0.1のNAを有する。
ち、1020Ndン/ccの場合、コア100の直径とクラツド110
の直径との比が事実上１と10の範囲内にあり、そして長
さが８メートルの時、クラツド110に結合された光の90
％の程度が単一モード・コア100に吸収されることがわ
かつた。直径の比がこのようであることは、コア100の
面積に対するクラツド110の面積の比が１対100であるこ
とを意味する。例えば、円形の横断面を有する第１クラ
ツド110に対し、0.15のNAを有する直径５ミクロンのコ
ア100をそなえた、ニオジムでドープされたフアイバ・
コアが製造された。第１クラツド110は第２クラツド120
に対し0.1のNAを有する。
クラツド110の中心の位置からずれた位置にコア100を
配置することにより利点は次の通りである。もし第１ク
ラツド110の中心の位置にコア100が配置されるならば、
第１クラツド110を通してコア100を側面からポンピング
する時の効率は、比較的低いであろう。それは軸光線の
みが中程度に曲つたフアイバに対して吸収されるからで
あり、けれども、コア100を第１クラツド110の縁部の例
えば５ミクロン以内にまでずらすことにより、スキユ光
線がより容易に吸収される。例えば、長さ８メートル
で、ネオジム濃度が1.0重量パーセントである偏心した
フアイバを作成したところ、0.806マイクロメートルに
おいて、フアイバに送り込まれたポンプ光のうち、この
フアイバを透過したものは10A−セント以下であること
がわかつた。
配置することにより利点は次の通りである。もし第１ク
ラツド110の中心の位置にコア100が配置されるならば、
第１クラツド110を通してコア100を側面からポンピング
する時の効率は、比較的低いであろう。それは軸光線の
みが中程度に曲つたフアイバに対して吸収されるからで
あり、けれども、コア100を第１クラツド110の縁部の例
えば５ミクロン以内にまでずらすことにより、スキユ光
線がより容易に吸収される。例えば、長さ８メートル
で、ネオジム濃度が1.0重量パーセントである偏心した
フアイバを作成したところ、0.806マイクロメートルに
おいて、フアイバに送り込まれたポンプ光のうち、この
フアイバを透過したものは10A−セント以下であること
がわかつた。
なおさらに、第１図に示された実施例により、もしク
ラツド110の中にモードを乱すなんらかの機構が存在す
るならば、多モード・クラツド110と単一モード・コア1
00とを伝播する光の間の結合の増大がえられる。フアイ
バを曲げることによつてもたらされる乱れは、クラツド
110のモードの間の結合の原因となる。その結果、クラ
ツド110の中を伝播する、より多くのモードからの、よ
り多くの光が、単一モード・コア100の中へ結合するこ
とになる。けれども、フアイバの湾曲はまたフアイバの
外へ光を散乱させる原因ともなるから、結合を大きくす
るために行なう湾曲は少しの湾曲に留めなければならな
い。
ラツド110の中にモードを乱すなんらかの機構が存在す
るならば、多モード・クラツド110と単一モード・コア1
00とを伝播する光の間の結合の増大がえられる。フアイ
バを曲げることによつてもたらされる乱れは、クラツド
110のモードの間の結合の原因となる。その結果、クラ
ツド110の中を伝播する、より多くのモードからの、よ
り多くの光が、単一モード・コア100の中へ結合するこ
とになる。けれども、フアイバの湾曲はまたフアイバの
外へ光を散乱させる原因ともなるから、結合を大きくす
るために行なう湾曲は少しの湾曲に留めなければならな
い。
前記で説明した光フアイバは改良されたMCVD（Modefi
ed chemical vapor deposition）のような当業者によく
知られている方法によつて、製造することができる。こ
の製造法では、大きなクラツドの内側に小さなコアが作
られ、そしてそれから、コアの直径とクラツドの直径と
の比が20ないし40である製造途中の中間製品が作成され
る。次に、このMCVD法によつて作られた中間製品が研磨
されて、クラツド110の中で偏心した位置にコア100が配
置される。また別途に、溶融石英管の内側表面に、MCVD
法によつて、部分的にフツ化物化されたSiO2の層を有す
る石英管が作られる。次に、この石英管の中に、偏心し
たコア・クラツド中間製品が挿入され、そしてこの石英
管が挿入されたコア・クラツド中間製品に融着されて、
最終的な中間製品が作成される。この外側石英管の内側
表面はフツ素を含有しているから、このようにしてでき
た薄い層120の屈折率は、クラツド層110の屈折率よりも
小さく、したがつて、層120により、多モード・クラツ
ド110の中を伝播する光に対する閉じ込め層がえられ
る。
ed chemical vapor deposition）のような当業者によく
知られている方法によつて、製造することができる。こ
の製造法では、大きなクラツドの内側に小さなコアが作
られ、そしてそれから、コアの直径とクラツドの直径と
の比が20ないし40である製造途中の中間製品が作成され
る。次に、このMCVD法によつて作られた中間製品が研磨
されて、クラツド110の中で偏心した位置にコア100が配
置される。また別途に、溶融石英管の内側表面に、MCVD
法によつて、部分的にフツ化物化されたSiO2の層を有す
る石英管が作られる。次に、この石英管の中に、偏心し
たコア・クラツド中間製品が挿入され、そしてこの石英
管が挿入されたコア・クラツド中間製品に融着されて、
最終的な中間製品が作成される。この外側石英管の内側
表面はフツ素を含有しているから、このようにしてでき
た薄い層120の屈折率は、クラツド層110の屈折率よりも
小さく、したがつて、層120により、多モード・クラツ
ド110の中を伝播する光に対する閉じ込め層がえられ
る。
最後に、この最終中間製品から、当業者には周知の方法
により、引き伸し工程を行なうことにより、第１図の光
フアイバが作成される。ある変形例では、多モード・ク
ラツド110を取り囲む層として、フツ化石英層120を用い
代りに、ホウ素をドープした石英層120を用いて、光フ
アイバを製造することができる。
により、引き伸し工程を行なうことにより、第１図の光
フアイバが作成される。ある変形例では、多モード・ク
ラツド110を取り囲む層として、フツ化石英層120を用い
代りに、ホウ素をドープした石英層120を用いて、光フ
アイバを製造することができる。
単一モード・コア100の屈折率をn1とし、多モード・
クラツド110の屈折率をn2、フツ化シリカ層120の屈折率
をn3、第２シリカ層の屈折率をn4とするならば、これら
の屈折率の間に次の関係がある。
クラツド110の屈折率をn2、フツ化シリカ層120の屈折率
をn3、第２シリカ層の屈折率をn4とするならば、これら
の屈折率の間に次の関係がある。
n1＞n2＞n3およびn4＝n2 （４） 第２図は本発明による光フアイバ20の横断面図であ
る。単一モード・コア200は屈折率n1を有し、そしてこ
のコア200は、例えば、Nd3+イオンでドープされた溶融
石英コアとして作成することができる。スラブ・クラツ
ド層210は屈折率n2を有し、そしてこの層は溶融石英で
作成された多モード・クラツドであり、そしてその横断
面の形が事実上長方形であることが好ましい。第２クラ
ツド層220がクラツド層210を取り囲んでおり、そしてこ
の第２クラツド層220の屈折率n3は石英クラツド層210の
屈折率n2より小さい。クラツド層220は、多モード・ク
ラツド210の中を伝播する光が失われることを防止する
役割を果たす。クラツド220は、例えば、フツ化重合体
のような硬質プラスチツクで製造することが好ましい。
フツ化重合体は小さな屈折率を有する硬くて透明なプラ
スチツクである。例えば、n3はほぼ1.39である。クラツ
ド220をプラスチツクで製造すると利点がえられる。そ
れは、プラスチツクは可撓性を有し、そして光フアイバ
20を曲げた時、クラツド210に応力を加えないからであ
る。さらに、屈折率n3はフツ化SiO2またはホウ素をドー
プしたSiO2よりも、プラスチツクの場合には小さくする
ことができるので、ポンピング光に対する許容角度を大
きくすることができる。
る。単一モード・コア200は屈折率n1を有し、そしてこ
のコア200は、例えば、Nd3+イオンでドープされた溶融
石英コアとして作成することができる。スラブ・クラツ
ド層210は屈折率n2を有し、そしてこの層は溶融石英で
作成された多モード・クラツドであり、そしてその横断
面の形が事実上長方形であることが好ましい。第２クラ
ツド層220がクラツド層210を取り囲んでおり、そしてこ
の第２クラツド層220の屈折率n3は石英クラツド層210の
屈折率n2より小さい。クラツド層220は、多モード・ク
ラツド210の中を伝播する光が失われることを防止する
役割を果たす。クラツド220は、例えば、フツ化重合体
のような硬質プラスチツクで製造することが好ましい。
フツ化重合体は小さな屈折率を有する硬くて透明なプラ
スチツクである。例えば、n3はほぼ1.39である。クラツ
ド220をプラスチツクで製造すると利点がえられる。そ
れは、プラスチツクは可撓性を有し、そして光フアイバ
20を曲げた時、クラツド210に応力を加えないからであ
る。さらに、屈折率n3はフツ化SiO2またはホウ素をドー
プしたSiO2よりも、プラスチツクの場合には小さくする
ことができるので、ポンピング光に対する許容角度を大
きくすることができる。
従来技術10のところで説明したのと同じように、多モ
ード・クラツド210に捕えられるモードの数と単一モー
ド・コア200に捕えられるモードの数との比は、クラツ
ド210の横断面積とコア200の横断面積との比と、領域21
0と領域220との間に作られる多モード・フアイバに対す
るNAの２乗によつて決定される。前記のように、この面
積比は事実上50−400対の１の範囲内にあることが好ま
しい。面積比がこれ以外の値であてつも十分に動作する
が、効率が少し小さくなる。したがつて、コア100の直
径をｄとし、そして第２図に示されているように、クラ
ツド220の高さをXdとしおよびクラツド220の幅をydとす
るならば、xyが事実上50から400の範囲内にあることが
望ましい。したがつて、本発明の好ましい実施例では２
＜xd＜５およいび５＜yd＜100の寸法を有する。
ード・クラツド210に捕えられるモードの数と単一モー
ド・コア200に捕えられるモードの数との比は、クラツ
ド210の横断面積とコア200の横断面積との比と、領域21
0と領域220との間に作られる多モード・フアイバに対す
るNAの２乗によつて決定される。前記のように、この面
積比は事実上50−400対の１の範囲内にあることが好ま
しい。面積比がこれ以外の値であてつも十分に動作する
が、効率が少し小さくなる。したがつて、コア100の直
径をｄとし、そして第２図に示されているように、クラ
ツド220の高さをXdとしおよびクラツド220の幅をydとす
るならば、xyが事実上50から400の範囲内にあることが
望ましい。したがつて、本発明の好ましい実施例では２
＜xd＜５およいび５＜yd＜100の寸法を有する。
この第１実施例に従つて製造されるフアイバは、光で
端部ポンピングを行なうことができる。特に、このよう
な実施例は、典型的な長方形の接合を有するレーザ・ダ
イオードで、端部ポンピングを行なうと利点がえられ
る。
端部ポンピングを行なうことができる。特に、このよう
な実施例は、典型的な長方形の接合を有するレーザ・ダ
イオードで、端部ポンピングを行なうと利点がえられ
る。
当業者にはすぐわかるように、クラツド210の形は必
ずしも長方形である必要はなく、また、幅と高さが大幅
に異なる種々の形のものが本発明の範囲内で可能であ
る。
ずしも長方形である必要はなく、また、幅と高さが大幅
に異なる種々の形のものが本発明の範囲内で可能であ
る。
レーザと共に用いられる本発明の実施例を製造するさ
い、単位長さのコアの中に含有されている吸光性のレー
ザ・イオンの濃度が高ければ高い程、吸収はますます強
くなり、したがつて、より短いフアイバでポンピング光
をほぼ完全に吸収すことができる。したがつて、2.405
より小さなＶ値をなお与えるようにそれが十分に小さな
NAを有している限り、コアの直径が大きいと利点がえら
れる。
い、単位長さのコアの中に含有されている吸光性のレー
ザ・イオンの濃度が高ければ高い程、吸収はますます強
くなり、したがつて、より短いフアイバでポンピング光
をほぼ完全に吸収すことができる。したがつて、2.405
より小さなＶ値をなお与えるようにそれが十分に小さな
NAを有している限り、コアの直径が大きいと利点がえら
れる。
さらに、ネオジム・コアへ直径に端部ポンピングを行
なう先行技術によるう実施例を使用する時、Nd3+イオン
濃度が1017イオン/ccから1020イオン/ccの範囲のものを
用いる。これは、より高い濃度は、濃度クンエンチング
を生ずる傾向があるからである。けれども、第１クラツ
ドを通して側面ポンピングを行なう本発明による実施例
を使用する場合、ある程度の濃度クエンチングを許容す
ることができ、したがって、５×1020イオン/ccまでのN
d3+イオン濃度値を用いることができるであろう。その
結果、ポンピングの光の大部分を吸収するのに必要なフ
アイバの長さは、それに対応して小さくなる。または、
第１クラツドの面積は単位長さ辺りの吸収が同じである
ために、それに対応して大きくなるであろう。コアの中
の光吸収が第１のイオンで起きていて、その後、レーザ
作用を行なう第２のイオンにこのエネルギが転送される
場合には、第１クラツドを通してポンピングを行なうと
いう本発明の方法は、特に有効である。例えば、エルビ
ウム（Er3+）は、イツトリウム（Yb3+）と一緒にドープ
することによって、全く容易に1.54ミクロンでレーザを
行なうことができる。このようなフアイバの場合、典型
的な濃度比は15×1020Yb3+イオン/ccと0.3×1020Er3+イ
オン/ccである。このように、Yb3+イオンが高濃度の場
合、0.92ミクロンから0.98ミクロンの波長領域におい
て、強い吸収がある。同様に、Nd3+とYb3+を一緒にドー
プすることにより、Nd3+による強い吸収と、この吸収さ
れたエネルギのYb3+への効率的な転送とがえられ、そし
てYb3+は1.02ミクロンまたは1.06ミクロンにおいてレー
ザ発振を行なう。
なう先行技術によるう実施例を使用する時、Nd3+イオン
濃度が1017イオン/ccから1020イオン/ccの範囲のものを
用いる。これは、より高い濃度は、濃度クンエンチング
を生ずる傾向があるからである。けれども、第１クラツ
ドを通して側面ポンピングを行なう本発明による実施例
を使用する場合、ある程度の濃度クエンチングを許容す
ることができ、したがって、５×1020イオン/ccまでのN
d3+イオン濃度値を用いることができるであろう。その
結果、ポンピングの光の大部分を吸収するのに必要なフ
アイバの長さは、それに対応して小さくなる。または、
第１クラツドの面積は単位長さ辺りの吸収が同じである
ために、それに対応して大きくなるであろう。コアの中
の光吸収が第１のイオンで起きていて、その後、レーザ
作用を行なう第２のイオンにこのエネルギが転送される
場合には、第１クラツドを通してポンピングを行なうと
いう本発明の方法は、特に有効である。例えば、エルビ
ウム（Er3+）は、イツトリウム（Yb3+）と一緒にドープ
することによって、全く容易に1.54ミクロンでレーザを
行なうことができる。このようなフアイバの場合、典型
的な濃度比は15×1020Yb3+イオン/ccと0.3×1020Er3+イ
オン/ccである。このように、Yb3+イオンが高濃度の場
合、0.92ミクロンから0.98ミクロンの波長領域におい
て、強い吸収がある。同様に、Nd3+とYb3+を一緒にドー
プすることにより、Nd3+による強い吸収と、この吸収さ
れたエネルギのYb3+への効率的な転送とがえられ、そし
てYb3+は1.02ミクロンまたは1.06ミクロンにおいてレー
ザ発振を行なう。
第２図に示されている実施例は、MCVDのような先行技
術においてよく知られている方法で製造することができ
る。このような製造方法では、製造の途中において、大
きな屈折率を有するレーザ作用コアがクラツドの内側に
作成される。この製造途中の中間製品が研磨されて、第
２図に示されてたスラブ・クラツド210の形状を有する
最終の中間製品がえられる。最後に、この最終中間製品
から、先行技術においてよく知られている方法に従つ
て、本発明の光フアイバが引き伸し工程によつてえられ
る。この引き伸し工程において、フアイバが引き伸し炉
を出た直後に透明なプラスチツクがバツフア被覆体とし
て表面に付けられる。
術においてよく知られている方法で製造することができ
る。このような製造方法では、製造の途中において、大
きな屈折率を有するレーザ作用コアがクラツドの内側に
作成される。この製造途中の中間製品が研磨されて、第
２図に示されてたスラブ・クラツド210の形状を有する
最終の中間製品がえられる。最後に、この最終中間製品
から、先行技術においてよく知られている方法に従つ
て、本発明の光フアイバが引き伸し工程によつてえられ
る。この引き伸し工程において、フアイバが引き伸し炉
を出た直後に透明なプラスチツクがバツフア被覆体とし
て表面に付けられる。
例えば、１立方センチメートル当り1020個の３価のネ
オジム・イオン（Nd3+）を含有している直径８ミクロン
のコアが長方形の第１クラツドの中に配置されている場
合、この第１クラツドの寸法が横115ミクロン、縦40ミ
クロンであつて、コアは長い寸法の辺の中央に配置され
ているが、短い寸法の辺の中央からずれた位置に配置さ
れて、そのコアの縁が長方形の辺から８ミクロンの位置
にある場合、そして第２クラツドとして透明なプラスチ
ツクが用いられてその屈折率が1.39である場合、0.806
ミクロンの波長における吸収が4dB/メートルであること
がわかつた。したがつて、このフアイバの場合、ポンピ
ング光の90パーセントが2.5メートルの長さで吸収され
る。この吸収の大きさは、もしコアの中のネオジムが第
１クラツドの中に均一に分散している場合の吸収の大き
さの約75パーセントである。前記と同じ濃度と同じ直径
を有する単一モード・コアをそなえ、かつ、この単一モ
ード・コアの直径の10倍の直径を有する円形の第１クラ
ツドをそなえ、かつまた、コアな縁が第１クラツドの辺
から６ミクロンの位置に配置されている場合、吸収の大
きさはもしイオンが第１クラツドの中に均一に分散して
いる場合の吸収の大きさの27パーセントであつた。
オジム・イオン（Nd3+）を含有している直径８ミクロン
のコアが長方形の第１クラツドの中に配置されている場
合、この第１クラツドの寸法が横115ミクロン、縦40ミ
クロンであつて、コアは長い寸法の辺の中央に配置され
ているが、短い寸法の辺の中央からずれた位置に配置さ
れて、そのコアの縁が長方形の辺から８ミクロンの位置
にある場合、そして第２クラツドとして透明なプラスチ
ツクが用いられてその屈折率が1.39である場合、0.806
ミクロンの波長における吸収が4dB/メートルであること
がわかつた。したがつて、このフアイバの場合、ポンピ
ング光の90パーセントが2.5メートルの長さで吸収され
る。この吸収の大きさは、もしコアの中のネオジムが第
１クラツドの中に均一に分散している場合の吸収の大き
さの約75パーセントである。前記と同じ濃度と同じ直径
を有する単一モード・コアをそなえ、かつ、この単一モ
ード・コアの直径の10倍の直径を有する円形の第１クラ
ツドをそなえ、かつまた、コアな縁が第１クラツドの辺
から６ミクロンの位置に配置されている場合、吸収の大
きさはもしイオンが第１クラツドの中に均一に分散して
いる場合の吸収の大きさの27パーセントであつた。
側面ポンピングを用いた本発明の第１の実施例が第３
図に示されている。この実施例は第２図に示されたフア
イバを使用している。第３図に示された実施例は、第２
図に示された第１フアイバ20をまず作成することによつ
て製造される。次に、第２フアイバ25が作成される。フ
アイバ25はフアイバ20と同じであるが、しかしコアを有
していない。すなわち、フアイバ25のクラツド300とク
ラツド310は、フアイバ30のクラツド210とクラツド220
と同じである。次に、フアイバ20からクラツド220の一
部分を例えば溶解により除去することにより、クラツド
210が長さｌ結合にわたつて露出させられ、およびフア
イバ25からクラツド310の一部分を例えば溶解により除
去することにより、クラツド300が長さｌ結合にわたつ
て露出させられる。最後に、フアイバ20とフアイバ25を
相互に接触させ、クラツド220の露出部分とクラツド300
の露出部分とを長さｌ結合の事実上全長にわたつて接合
剤320によつて接合する。クラツド210の屈折率をn1、ク
ラツド300の屈折率をn2、第２クラツド220の屈折率を
n3、接着剤320の屈折率をnCとするならば、クラツド300
からクラツド210の中へ光が結合するためには n1＞n3,n1＞n2＞n3,nC＞n1 （５） でなければならない。
図に示されている。この実施例は第２図に示されたフア
イバを使用している。第３図に示された実施例は、第２
図に示された第１フアイバ20をまず作成することによつ
て製造される。次に、第２フアイバ25が作成される。フ
アイバ25はフアイバ20と同じであるが、しかしコアを有
していない。すなわち、フアイバ25のクラツド300とク
ラツド310は、フアイバ30のクラツド210とクラツド220
と同じである。次に、フアイバ20からクラツド220の一
部分を例えば溶解により除去することにより、クラツド
210が長さｌ結合にわたつて露出させられ、およびフア
イバ25からクラツド310の一部分を例えば溶解により除
去することにより、クラツド300が長さｌ結合にわたつ
て露出させられる。最後に、フアイバ20とフアイバ25を
相互に接触させ、クラツド220の露出部分とクラツド300
の露出部分とを長さｌ結合の事実上全長にわたつて接合
剤320によつて接合する。クラツド210の屈折率をn1、ク
ラツド300の屈折率をn2、第２クラツド220の屈折率を
n3、接着剤320の屈折率をnCとするならば、クラツド300
からクラツド210の中へ光が結合するためには n1＞n3,n1＞n2＞n3,nC＞n1 （５） でなければならない。
第３図からすぐにわかるように、この実施例により、
クラツド210の中への、光の側面ポンピングがえられて
いる。このポンピングは、クラツド300の中へポンピン
グ光にされた光である。クラツド300の中を伝播する光
の大部分がクラツド300から繰210の中へ結合するよう
に、長さｌ結合は十分に長く選定される。または、短い
ｌ結合が用いられる場合もあるが、その場合には、クラ
ツド300の横断面積がクラツド210の横断面積よりも大幅
に小さくなければならない。次に、この結合装置の結合
領域が、塵や湿気の小水滴などの異物によつて散乱を生
じないように、保護のために表面と屈折率の小さなプラ
スチツクで被覆することができる。
クラツド210の中への、光の側面ポンピングがえられて
いる。このポンピングは、クラツド300の中へポンピン
グ光にされた光である。クラツド300の中を伝播する光
の大部分がクラツド300から繰210の中へ結合するよう
に、長さｌ結合は十分に長く選定される。または、短い
ｌ結合が用いられる場合もあるが、その場合には、クラ
ツド300の横断面積がクラツド210の横断面積よりも大幅
に小さくなければならない。次に、この結合装置の結合
領域が、塵や湿気の小水滴などの異物によつて散乱を生
じないように、保護のために表面と屈折率の小さなプラ
スチツクで被覆することができる。
第３図において、もしクラツド300の屈折率n2がクラ
ツド210の屈折率n1に等しい場合には、コア200による単
位長さ当りの吸収率は、フアイバ25がなくて端部ポンピ
ング・コア210だけの場合の吸収率に比べて、A1/（A1＋
A2）の比だけ小さくなる。ここで、A1はクラツド210の
横断面積、そしてA2はクラツド300の横断面積である。
結合長ｌ結合の端部に到達した光は、一部分はクラツド
300の中にありそして一部分はクラツド210の中へ結合す
るであろう。結合長がスラブ幅の10倍程度以上ある場合
には、結合長ｌ結合の端部に到達した光のうちクラツド
210の中へ結合する光の割合は、A1/（A1＋A2）によつて
与えられる。この理由により、面積A2を面積A1より小さ
くすることが望ましいが、しかし、レーザ・ダイオード
からの光をクラツド300の入射端部に効率よく入射する
ことができる程度には、A1は大きくなければならない。
さらに、もし表面330が劈開または研磨によつて作ら
れ、その表面に蒸着または他の手段によつて高い効率の
反射器が作成されるならば、光が結合長を１回通過した
後、クラツド210の中へ結合しなかつた部分A2/（A1＋A
2）はこの結合領域を逆方向に伝播し、そこでコア200へ
の結合が起こり、結合長の出発位置に再び到達する光の
割合はA1/（A1＋A2）である。ここで、クラツド210の中
へ結合した光は逆方向に伝播する。Ｃを結合領域に入り
コア200によつて吸収される光の割合とし、Ｒを端部表
面330にある反射器の反射率であるとするならば、入射
するポンピング光のうちフアイバ25からフアイバ20へ結
合する部分の合計は によつて与えられる。
ツド210の屈折率n1に等しい場合には、コア200による単
位長さ当りの吸収率は、フアイバ25がなくて端部ポンピ
ング・コア210だけの場合の吸収率に比べて、A1/（A1＋
A2）の比だけ小さくなる。ここで、A1はクラツド210の
横断面積、そしてA2はクラツド300の横断面積である。
結合長ｌ結合の端部に到達した光は、一部分はクラツド
300の中にありそして一部分はクラツド210の中へ結合す
るであろう。結合長がスラブ幅の10倍程度以上ある場合
には、結合長ｌ結合の端部に到達した光のうちクラツド
210の中へ結合する光の割合は、A1/（A1＋A2）によつて
与えられる。この理由により、面積A2を面積A1より小さ
くすることが望ましいが、しかし、レーザ・ダイオード
からの光をクラツド300の入射端部に効率よく入射する
ことができる程度には、A1は大きくなければならない。
さらに、もし表面330が劈開または研磨によつて作ら
れ、その表面に蒸着または他の手段によつて高い効率の
反射器が作成されるならば、光が結合長を１回通過した
後、クラツド210の中へ結合しなかつた部分A2/（A1＋A
2）はこの結合領域を逆方向に伝播し、そこでコア200へ
の結合が起こり、結合長の出発位置に再び到達する光の
割合はA1/（A1＋A2）である。ここで、クラツド210の中
へ結合した光は逆方向に伝播する。Ｃを結合領域に入り
コア200によつて吸収される光の割合とし、Ｒを端部表
面330にある反射器の反射率であるとするならば、入射
するポンピング光のうちフアイバ25からフアイバ20へ結
合する部分の合計は によつて与えられる。
この式では散乱による損失が無視されている。この散
乱による損失は、もしフアイバが適切に取り扱われるな
らば、小さいであろう。
乱による損失は、もしフアイバが適切に取り扱われるな
らば、小さいであろう。
もし結合長ｌ結合が小さいように作成されていて、Ｃ
はゼロに近く、かつ、反射率Ｒが１に等しくとれるなら
ば、そして散乱による損失を無視するならば、ポンピン
グ光のうちフアイバ20の中へ結合する割合は によつて与えられる。
はゼロに近く、かつ、反射率Ｒが１に等しくとれるなら
ば、そして散乱による損失を無視するならば、ポンピン
グ光のうちフアイバ20の中へ結合する割合は によつて与えられる。
もし面積１と面積A2が等しいならば、結合効率は75パ
ーセントである。もし面積A2が面積A1の半分、A2−A1/2
ならば、結合効率は98パーセントまで大きくなる。
ーセントである。もし面積A2が面積A1の半分、A2−A1/2
ならば、結合効率は98パーセントまで大きくなる。
第４図は、側面ポンピングを用いた本発明の第２の実
施例の図面である。この実施例は第２図に示されたフア
イバ20を示している。第４図に示された実施例は、第２
図に示されたフアイバ20によつてまず作成される。次
に、フアイバ20からクラツド220の一部分が例えば溶解
によつて除去されて、クラツド210の一部分が露出され
る。最後に、プリズムまたはテーパ付楔形体360が、ク
ラツド210のこの露出部分に、例えば屈折率整合油のよ
うな適切な屈折率整合材料350を使つて、接合される。
動作のさいには、プリズム360の表面に入射した光がク
ラツド210の中に結合し、それにより側面ポンピングが
えられる。プリズム360はガラスまたは透明なプラスチ
ツクで作成することができるが、ポンピング光380がク
ラツド210の中へ容易に結合するように、屈折率の大き
な材料で作成されることが好ましい。次に、この結合装
置の結合領域が塵や湿気の小水滴による散乱を防ぐため
に、屈折率の小さなプラスチツクで被覆されて、表面が
保護される 第５図は本発明のまた別の実施例の図面である。第３
図の場合と同様にし、レーザ・ダイオードによつて端部
ポンピングされたフアイバ35が、側面に接合される。け
れども、フアイバ35の端部にはテーパがついていて楔形
になつており、この楔形体部分390の角度は、事実上５
゜から20゜の範囲内にある。側面結合フアイバ35は、屈
折率nC＞n1を有する材料395によつて接合される。屈折
率の小さい材料400がこの結合領域を取り囲んで配置さ
れる。
施例の図面である。この実施例は第２図に示されたフア
イバ20を示している。第４図に示された実施例は、第２
図に示されたフアイバ20によつてまず作成される。次
に、フアイバ20からクラツド220の一部分が例えば溶解
によつて除去されて、クラツド210の一部分が露出され
る。最後に、プリズムまたはテーパ付楔形体360が、ク
ラツド210のこの露出部分に、例えば屈折率整合油のよ
うな適切な屈折率整合材料350を使つて、接合される。
動作のさいには、プリズム360の表面に入射した光がク
ラツド210の中に結合し、それにより側面ポンピングが
えられる。プリズム360はガラスまたは透明なプラスチ
ツクで作成することができるが、ポンピング光380がク
ラツド210の中へ容易に結合するように、屈折率の大き
な材料で作成されることが好ましい。次に、この結合装
置の結合領域が塵や湿気の小水滴による散乱を防ぐため
に、屈折率の小さなプラスチツクで被覆されて、表面が
保護される 第５図は本発明のまた別の実施例の図面である。第３
図の場合と同様にし、レーザ・ダイオードによつて端部
ポンピングされたフアイバ35が、側面に接合される。け
れども、フアイバ35の端部にはテーパがついていて楔形
になつており、この楔形体部分390の角度は、事実上５
゜から20゜の範囲内にある。側面結合フアイバ35は、屈
折率nC＞n1を有する材料395によつて接合される。屈折
率の小さい材料400がこの結合領域を取り囲んで配置さ
れる。
さらに、第３図から第５図までの図面は単一フアイバ
側面結合装置または単一楔形体側面結合装置の図面であ
つたが、このようなフアイバおよびまたは楔形体を複数
個そなえるこおにより、複数個の側面結合を行なう結合
装置をうることができる。
側面結合装置または単一楔形体側面結合装置の図面であ
つたが、このようなフアイバおよびまたは楔形体を複数
個そなえるこおにより、複数個の側面結合を行なう結合
装置をうることができる。
本発明の特定の実施例を開示したが、当業者にとつて
は本発明の範囲内において、多くの偏光実施例をうるこ
とは容易にできるであろう。
は本発明の範囲内において、多くの偏光実施例をうるこ
とは容易にできるであろう。
第１図は従来技術の光フアイバの横断面図、第２図は本
発明による光フアイバの横断面図、第３図は側面ポンピ
ングを行なう本発明の第１実施例の長さ方向を含む横断
面図、第４図は側面ポンピングを行なう本発明の第２実
施例の長さ方向を含む横断面図、第５図は側面ポンピン
グを行なう本発明の第３実施例の長さ方向を含む横断面
図。 ［符号の説明］ 100,200……単一モード・コア 110,210……多モード・クラツド 120,220……また別のクラツド 20……第１フアイバ 25……第２フアイバ 330……反射器 360……楔形体、プリズム。
発明による光フアイバの横断面図、第３図は側面ポンピ
ングを行なう本発明の第１実施例の長さ方向を含む横断
面図、第４図は側面ポンピングを行なう本発明の第２実
施例の長さ方向を含む横断面図、第５図は側面ポンピン
グを行なう本発明の第３実施例の長さ方向を含む横断面
図。 ［符号の説明］ 100,200……単一モード・コア 110,210……多モード・クラツド 120,220……また別のクラツド 20……第１フアイバ 25……第２フアイバ 330……反射器 360……楔形体、プリズム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ピー．タミネリ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 アッシュランド，プロスペクト ストリ ート 79 (72)発明者 ファーハッド ハキミ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 ウォータータウン，アパートメント 627，クーリッジ アベニュー 131 (56)参考文献 特開 昭60−200208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−89006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−86023（ＪＰ，Ａ) 米国特許3729690（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 6/10 G02B 6/22 H01S 3/06 H01S 3/17
Claims (18)
- 【請求項１】レーザ材料を含み、多モード・クラツドの
中に配置された実質的に単一モードのコアと、 前記多モード・クラツドを囲む別のクラツドと、を有
し、前記多モード・クラツドが前記コアよりも小さな屈
折率を有し、前記多モード・クラツドを囲む前記別のク
ラツドが前記多モード・クラツドよりも小さな屈折率を
有し、前記多モードの横断面の一辺の長さがその幅と実
質的に異なる、光フアイバ。 - 【請求項２】請求項１において、前記前記多モード・ク
ラツドの横断面が実質的に長方形である、光フアイバ。 - 【請求項３】請求項１において、前記単一モード・コア
が前記多モード・クラツドの幾何学的中心に配置されて
いる、光フアイバ。 - 【請求項４】請求項１において、前記光フアイバがその
長さに沿って湾曲部をもつている、光フアイバ。 - 【請求項５】請求項４において、前記多モード・クラツ
ドの横断面積が前記単一モード・コアの横断面積より実
質的に大きい、前記光フアイバ。 - 【請求項６】請求項５において、前記多モード・クラツ
ドの横断面積が前記単一モード・コアの横断面積の実質
的に50倍から400倍の範囲である、光フアイバ。 - 【請求項７】請求項１において、前記レーザ材料が実質
的に0.5×1020イオン/cm3から５×1020イオン/cm3の範
囲の濃度をもつたNd3+イオンである光フアイバ。 - 【請求項８】請求項１において、前記レーザ材料が実質
的に0.5×1020イオン/cm3から５×1020イオン/cm3の範
囲の濃度をもつたNd3+イオンと、実質的に１×1020イオ
ン/cm3から10×1020イオン/cm3の範囲の濃度をもつたYb
3+イオンとである、光フアイバ。 - 【請求項９】請求項１において、前記レーザ材料が実質
的に３×1020イオン/cm3から20×1020イオン/cm3の範囲
の濃度をもつたYb3+イオンと、実質的に１×1020イオン
/cm3から10×1020イオン/cm3の範囲の濃度をもつたEr3+
イオンとである、光フアイバ。 - 【請求項１０】レーザ材料を含み、多モード・クラツド
の中に配置された実質的に単一モードのコアと、前記多
モード・クラツドを囲む別のクラツドとをもつた第１の
フアイバと、 多モード導波管と、前記多モード導波管を囲む別のクラ
ツドとをもつた第２のフアイバとを備えた光学装置にお
いて、 前記第１のフアイバの、前記多モード・クラツドが前記
コアよりも小さな屈折率を有し、前記多モード・クラツ
ドを囲む前記別のクラツドが前記多モード・クラツドよ
りも小さな屈折率を有し、 前記第１のフアイバの多モード・クラツドの横断面の１
辺の長さがその幅と実質的に異なり、かつ該多モード・
クラツドは少なくとも１つの露出部分をもつており、 前記第２のフアイバの前記多モードの導波管の横断面の
１辺の長さがその幅と実質的に異なり、かつ該多モード
導波管は少なくとも１つの露出部分をもつており、 前記多モード・クラツドの露出部分の少なくとも１つ
が、前記多モード導波管の露出部分の少なくとも１つに
接合されている、前記光学装置。 - 【請求項１１】請求項10において、前記導波管の端部に
反射器が配置されている前記光学装置。 - 【請求項１２】レーザ材料を含み、多モード・クラツド
の中に配置された実質的に単一モードのコアと、前記多
モード・クラツドを囲む別のクラツドをもつたフアイバ
と、少なくとも１つき結合手段を備えた光学装置におい
て、 前記フアイバの、前記多モード・クラツドが前記コアよ
りも小さな屈折率を有し、前記多モード・クラツドを囲
む前記別のクラツドが前記多モード・クラツドよりも小
さな屈折率を有し、 前記フアイバの多モード・クラツドの横断面の１辺の長
さがその幅と実質的に異なり、かつ該多モード・クラツ
ドは少なくとも１つの露出部分をもち、放射を前記多モ
ード・クラツドに結合するため、前記結合手段が該モー
ド・クラツドの露出部分の少なくとも１つに接合されて
いる、前記光学装置。 - 【請求項１３】請求項12において、前記結合手段がプリ
ズムである光学装置。 - 【請求項１４】請求項12において、前記結合手段が楔形
体である光学装置。 - 【請求項１５】レーザ材料を含み、多モード・クラツド
の中に配置された実質的に単一モードのコアと、前記多
モード・クラツドを囲む別のクラツドとをもつた第１の
フアイバと、 多モード・クラツド導波管と、前記多モード導波管を囲
む別のクラツドとをもつた第２のフアイバとを備えた光
学装置において、 前記第１のフアイバの、前記多モード・クラツドが前記
コアよりも小さな屈折率を有し、前記多モード・クラツ
ドを囲む前記別のクラツドが前記多モード・クラツドよ
りも小さな屈折率を有し、 前記第１のフアイバの多モード・クラツドの横断面の１
辺の長さがその幅と実質的には異なり、かつ該多モード
・クラツドは少なくとも１つの露出部分をもつており、 前記第２のフアイバの前記多モード導波管の横断面の１
辺の長さがその幅と髄質的に異なり、かつ該多モード導
波管の一端が楔形体に形成されており、 前記多モード・クラツドの露出部分の少なくとも１つ
が、前記多モード導波管の一端の前記楔形体に接合され
ている、前記光学装置。 - 【請求項１６】請求項10または12または15において、前
記レーザ材料が実質的に0.5×1020イオン/cm3から５×1
020イオン/cm3の範囲の濃度をもつたNd3+イオンである
光フアイバ。 - 【請求項１７】請求項10または12または15において、前
記レーザ材料が実質的に0.5×1020イオン/cm3から５×1
020イオン/cm3の範囲の濃度をもつたNd3+イオンと、実
質的に１×1020イオン/cm3から10×1020イオン/cm3の範
囲の濃度をもつたYb3+イオンとである、光フアイバ。 - 【請求項１８】請求項10または12または15において、前
記レーザ材料が実質的に３×1020イオン/cm3から20×10
20イオン/cm3の範囲の濃度をもつたYb3+イオンと、実質
的に１×1020イオン/cm3から10×1020イオン/cm3の範囲
の濃度をもつたEr3+イオンとである、光フアイバ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/134,357 US4815079A (en) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Optical fiber lasers and amplifiers |
| US134357 | 1987-12-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01260405A JPH01260405A (ja) | 1989-10-17 |
| JP2781399B2 true JP2781399B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=22462998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63318331A Expired - Lifetime JP2781399B2 (ja) | 1987-12-17 | 1988-12-16 | 光フアイバ及びそれを用いた光学装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4815079A (ja) |
| EP (1) | EP0320990B1 (ja) |
| JP (1) | JP2781399B2 (ja) |
| CA (1) | CA1324517C (ja) |
| DE (2) | DE320990T1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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