JP3373858B2 - 無偏光ポンプビームを備えたダイオードポンプ・ファイバー結合レーザ - Google Patents

無偏光ポンプビームを備えたダイオードポンプ・ファイバー結合レーザ

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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は一般的には、レーザダイオードポンプソー
スに連結されたファイバーであるレーザヘッドに関し、
特に、レーザ、若しくは、偏光されたポンプビームを作
り出すダイオードソースに連結されたファイバーであ
り、偏光を解消するデバイス、または、変更されたポン
プビームを偏光が解消されたポンプビームに変更する方
法を含むレーザヘッドを有するレーザ増幅装置に関す
る。
〔背景技術〕
ファイバー連結像を用いたレーザシステムは知られて
いる。ある係るシステムは、レーザヘッドの固体レーザ
媒体をポンピングするのに適当なレーザダイオードポン
ピングソースを含む、電源装置に光ファイバー又はファ
イバー束によって結合されたレーザヘッドを包含する。
ポンプビームが、光ファイバーによって電源装置からレ
ーザヘッドに転送される。多くの例では、ファイバーか
らの像の寸法は、レーザ媒体のモードサイズに適合して
いる。ファイバーからの像のサイズは、ファイバーの直
径と、ファイバーからの光の発散とによって決定され
る。ファイバー光学結合器の使用によって、レーザヘッ
ドは、コンパクトにすることができ、且つ、光学的要素
のみを含むようにすることができ、一方、ポンプソース
を含む全てのエレクトロニクス及び他の要素は、別個に
固定された電源供給装置におくことができる。他の利点
は、ヘッドの冷却の必要性を最小にすることであり、ハ
イパワー、小さな空冷ヘッドにすることができる。光フ
ァイバーを長くすることができるので、このシステム構
成は、自由度の高いレーザの使用を提供し、レーザヘッ
ドポータブルを作る。更に、異なるレーザヘッドを容易
に相互交換することができる。従って、異なる出力特性
を有する種々の異なるレーザヘッドを使用することがで
き、本質的には、使用者に種々の異なるシステムの利益
を与え、新しいレーザヘッドが全体の新しいシステムを
有するように同じ電源供給装置を必要とするだけなの
で、全体の別のシステムの費用及び冗長を必要としな
い。
レーザヘッドが光学的要素だけを含むので、異なる出
力を比較的経済的に手に入れることができる。代替ヘッ
ドを容易に交換することができるので、レーザヘッドが
故障した場合のダウンしている時間を最小にする。レー
ザ媒体をポンピングするためのファイバー光学結合像の
使用をすることの他の利点は、ポンプソースを交換する
しなければならない場合に、ダイオードソースを、レー
ザヘッドの再配置の必要なしにファイバーに適合するこ
とができ、交換することができる。
ダイオードポンプソースは典型的には、線形偏光光出
力を提供する。線形偏光は、光に関連する電界ベクトル
が高周波で振幅が変化するが、光の伝達の方向に垂直な
面で、空間の一方向に沿って常に差し向けられている状
態である。次の光学的要素を介する光の通路は、この偏
光の修正をさせることができる。線形を維持するかもし
れないが、垂直面内で異なった方位を有する。偏光は、
ベクトル振幅が一定である円となるかもしれないが、そ
の方位は光の周波数でこの面内で回転する。更に一般的
には、偏光は、電界ベクトルの振幅と方位の双方が該光
の周波数で垂直面内で変化するが、任意の層関係を有す
る、楕円となり得る。
偏光は典型的には、偏光の支配的な方位と、それが理
想的な線形に接近する角度とを測定する線形偏光アナラ
イザで測定される。結果は、支配的な方位の角及び「消
滅比」としてしばしば引用され、それを備えたアナライ
ザを介したパワー伝達の比は、支配的な方位及びその方
位に直交して差し向けられる。完璧な線形偏光は、無限
の消滅比を有してもよく、一方、完全な円又は完全なラ
ンダム偏光は1:1の比を有してよく、支配的な方位は有
しない。一般的な楕円の場合は、支配的な方位を有し、
中間的な消滅値を有する。ダイオードポンプ、ファイバ
ー連結レーザシステムに一般的に使用されているような
マルチモード光ファイバー又はファイバー束は、しばし
ば、光学周波数と、光ファイバーが伝達するが、その空
間及び層コヒーレンスを下げる光の強度とを維持する
「光パイプ」と見られる。特に、入力光の偏光が出力で
維持されないであろうと以前に仮定されていた。しか
し、ファイバー結合レーザシステムで典型的に使用され
ている短い光ファイバー又は束において、著しい入力偏
光特性が維持されていることが観察されていた。例え
ば、おおよそ500:1の消滅比の線形偏光ダイオードレー
ザポンプ光は、光ファイバーの短い長さを通り抜けたと
き、依然として3:1の消滅比を示す。しかし、偏光の正
確な方位及び消滅比は、ファイバーの中で変化し、ファ
イバーの回りの物理的な状態に依存する。特に、出力偏
光はファイバーの位置で変化する。
固体レーザ利得媒体のポンプ光吸収特性は、しばしば
異方性であり、言い換えれば、ポンプ光偏光の特徴に依
存する。それゆえ、この偏光の変化は固体レーザの性能
に影響する。前の議論に基づいて、該レーザの詳細な性
能が、電源供給装置、ファイバー及びレーザヘッド、及
び、使用している特定のファイバーの相対位置に依存し
ていることを明瞭にすべきである。システム構成要素を
変更し、又は、システムを再配置させるとき、一定のレ
ーザ性能が望まれるとき、このことは不利益となる。
この問題を克服するために、ポンプ光は、レーザシス
テム再構成に対して反応しない偏光状態でレーザ利得媒
体に入射しなければならない。ポンプ光は完全に無偏光
化されていない、例えば、好ましい方位を有していない
ならば、このことは達成されることができる。ポンプ光
の無偏光は、レーザダイオードとファイバーに沿ったフ
ァイバー入力との間、若しくは、ファイバー出力とレー
ザ利得媒体との間で達成することができる。
システムのコンポーネントの移動に対して反応しない
ダイオードポンプ・ファイバー結合システムを提供する
のが望ましいであろう。更に、偏光されていないポンプ
ビームをレーザ利得媒体に送るダイオードポンプ・ファ
イバー結合システムを提供するのが望ましいであろう。
〔発明の概要〕
従って、本発明の目的は、装置の個々のコンポーネン
トの物理的な構成に対して左右されない、ダイオードポ
ンプ・ダイオードポンプソースへのファイバー結合であ
るレーザ又はレーザ増幅装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ダイオードポンプされ及び光学
的に結合され、及び、偏光されていないポンプビームを
レーザ利得媒体に送るレーザ又はレーザ増幅装置を提供
することである。
本発明の更なる目的は、偏光ポンプビームを備えたダ
イオードレーザと、無偏光ポンプビームをレーザ利得媒
体に送るための無偏光子とを提供することである。
本発明の更に別の目的は、種々の無偏光化デバイスを
含むレーザ又はレーザ増幅装置に結合されるファイバー
を提供することである。
本発明の別の目的は、無偏光子デバイスをダイオード
ポンプソースとファイバー又はファイバー束の入力との
間に位置決めするレーザ又はレーザ増幅装置に結合され
るファイバーを提供することである。
本発明の更に別の目的は、無偏光子デバイスを光ファ
イバーの出力端とレーザ利得媒体のポンプ面との間の中
間に位置決めするレーザ又はレーザ増幅装置に結合され
るファイバーを提供することである。
本発明の更なる目的は、別々の直交した偏光ポンプビ
ームを各々作り出す２つのダイオードポンプソースを含
み、偏光ポンプビームを単一の光ファイバーに結合する
デバイスを結合する、レーザ又はレーザ増幅装置に結合
されるファイバーを提供することである。
本発明の更に別の目的は、各ポンプビームがマルチ製
造されたファイバー又はファイバー束に結合されてい
る、偏光ポンプビームを各々作り出す少なくとも２つの
ダイオードソースでダイオードポンプソースに結合され
るファイバーである、レーザ又はレーザ増幅装置に結合
されるファイバーを提供することである。
本発明の別の目的は、偏光ポンプビームを作り出すダ
イオードポンプソースに結合されたファイバーであり、
該ファイバーは偏光ポンプビームを無偏光ポンプビーム
に変更する、レーザ又はレーザ増幅装置に結合されたフ
ァイバーを提供することである。
本発明のこれらの及び他の目的は、偏光ポンプビーム
を作り出すダイオードポンプソースでレーザ又はレーザ
増幅装置に達成される。かかる装置は、出力ビームを生
成するための無偏光ポンプビームによってポンプされた
利得媒体を備えるレーザヘッドを含む。光ファイバー又
は束のうちの１つは、ダイオードポンプソースに結合さ
れ、ポンプビームをレーザヘッドに送信する。
別の実施形態では、レーザ又はレーザ増幅装置は、ダ
イオードポンプソース、レーザヘッド、若しくは、光フ
ァイバー又は束のうちの１つに結合された無偏光化デバ
イスを含み、無偏光ポンプビームを作り出す。
更に別の実施形態では、レーザ又は例座増幅装置は、
偏光ポンプビームを作り出すダイオードポンプソースを
有する。レーザヘッドは、出力ビームを作り出す利得媒
体を含む。１又はそれ以上の光ファイバーは、ダイオー
ドポンプソースに結合されており、ポンプビームをレー
ザヘッドに送信する。光ファイバー又はファイバーは、
偏光ポンプビームを無偏光ポンプビームに変更する幾何
学構造を有する。
（ｉ）偏光ポンプビームを単一の光ファイバーに結合
するデバイスと一緒に異なる偏光のポンプビームを各々
作り出す少なくとも２つの独立したエミッタを備えるダ
イオードポンプソースを提供し、（ii）マルチ製造ファ
イバに結合された偏光ポンプビームを各々作り出す２又
はそれ以上のダイオードポンプソースを提供し、（ii
i）光ファイバーの入力端に隣接した無偏光化デバイス
を位置決めし、（iv）光ファイバーの出力端に隣接した
無偏光化デバイスを位置決めし、（ｖ）光ファイバーの
長さに沿って無偏光化デバイスを位置決めする、ことに
限定されないが、それらを含む、無偏光ポンプビームを
達成する多くの方法がある。
レーザ利得媒体は異方性材料で作られることができ
る。光ファイバーは、ダイオードソースのエミッタ領域
に光学的に結合された各ファイバーによる、ファイバー
束からなってよい。種々のダイオードソースが、ダイオ
ードバー、単一のエミッタ、若しくは、広いストライブ
エミッタに限定されないが、それを含んで利用すること
ができる。多くの無偏光子は本発明に適当である。更
に、異なる偏光で複数のソースを結合するマルチ製造フ
ァイバーを使用することができる。
〔図面の簡単な説明〕
図１は、ダイオードポンプソースにファイバー結合さ
れているレーザヘッドの斜視図である。
図２は、ファイバーと本発明の入力オプティクスとの
間の関係の斜視図である。
図３は、ダイオードポンプソースとファイバー又はフ
ァイバー束との間に位置決めされた無偏光化デバイスの
斜視図である。
図４は、ファイバー又はファイバー束の出力端に配置
されたオプティクスの望遠鏡配置の間に位置決めされた
無偏光化デバイスの斜視図である。
図５は、ウェッジの光軸に対して45゜である入力変更
を有する複屈折材料で作られているウェッジである無偏
光化デバイスの斜視図である。
図６は、複屈折材料で作られたウェッジと、異方性材
料で作られたウェッジとの斜視図であり、入力ビームの
変更は光軸に対して45゜である。
図７は、複屈折材料で作られたレンズである無偏光化
デバイスを図示し、出力ビームは、光軸に対して45゜で
ある偏光を有する。
図８は、光軸に対して45゜である偏光を有する発散ビ
ームに位置決めされた複屈折材料のスラブである偏光デ
バイスの斜視図である。
図９は、ファイバーの束のループを図示する。
図10は、偏光ビームを減変更する長さの少なくともそ
の部分に沿って曲がりくねった幾何学構造を有する光フ
ァイバー又は束を図示する。
図11は、左側の石英と右側の石英で作られている立方
体からなる無偏光化デバイスを図示する。
図12は、第１のウェッジの光軸が第２のウェッジの光
軸に対して45゜の関係で接触している、石英のような複
屈折の材料の２つのウェッジからなる無偏光化デバイス
を図示する。
図13は、マルチ製造ファイバーに全て結合されている
独立した出力ビームを備えた複数のダイオードソースの
斜視図である。
図14は、２つのビームを単一の出力ビームに結合する
要素を結合する偏光の面で、独立した出力ビーム入射を
各々作り出す２つのダイオードソースの斜視図である。
〔発明を実施する最善の形態〕
この開示の目的のために、以下の定義を適用する。
「偏光の解消」とは、ビームが線形偏光アナライザを通
されたとき、光学的パワーメータが透過されたパワーに
おいてアナライザ方位角の測定できる変化を示さないこ
とをいう。
「無偏光子」とは、変更されたビームを偏光が解消され
たビームに変換するデバイスをいう。
「ダイオードソース」とは、１つのエミッタ領域と、空
間エミッタと、ダイオードバー若しくは複数のダイオー
ド又はダイオードバーと、広域ストライブエミッタとを
備える単一ダイオードをいう。ダイオードソースは、オ
プティクスが別々に定まっていないならば、ダイオード
光を光ファイバーに結合させるためのオプティクスを含
んでよい。
「光ファイバー」とは、単一の光ファイバー、若しく
は、一般的にファイバー束と称される複数の光ファイバ
ーをいう。
「マルチファブリケィティッドファイバー」とは、２又
はそれ以上の単一光ファイバーが統合され又は互いに結
合され、１つの単一ファイバーとして続くことをいう。
「マルチファブリケィティッド束」とは、互いに密接に
束ねられ、一端で互いに終端している複数の単一ファイ
バー、及び、その長さに沿って２又はそれ以上の小さな
束に分割され、それぞれが独立して終端しているものを
いう。
今、図１を参照すると、全体的に10で示されたレーザ
又はレーザ増幅器が、レーザダイオードポンプソース14
と、１又はそれ以上の入力オプティクス16とを包含する
電源供給装置12を有する。レーザダイオードポンプソー
ス14は、カリフォルニア州インダストリ市のOptoPower
Corporationから入手可能なモデルNo.OPC−A020−797
−CSである。ダイオードポンプソース14の好ましい波長
は、790乃至815nmの範囲内にある。レーザダイオードポ
ンプソース14は、別々の変更された出力ビームを各々作
り出す複数のダイオードソースであってよい。実質的に
等しいパワー出力は、別々の偏光された出力ビームが、
10％だけ異なり、好ましくは５％だけ、更に好ましくは
２％だけ異なるパワー出力を有することを意味する。実
質的に等しい波長は、1nm又はそれ以下の波長の中央の
差を意味する。結合された出力ビームは、次いで、無偏
光ポンプビームを作り出すために結合され、以下により
詳細に説明する。本発明は、米国特許第4,665,529号及
び第5,127,068号に開示されたように出願することがで
き、それらは本明細書に参考として組み入れられる。
入力オプティクス16は、ミラーと、レンズと、その代
わりの組み合わせを含み、レーザダイオードポンプソー
ス14から光ファイバー18の入力端8'に作り出された偏光
された出力ビームを焦点合わせする。適当な光ファイバ
ーが含まれる。光ファイバーは10メートル又はそれ以
下、６メートル又はそれ以下、若しくは、２メートル又
はそれ以下の長さを有することができる。
光ファイバー18の出力端18"は、出力ビームをレーザ
ヘッド20に伝える。レーザヘッド20は、出力オプティク
ス22とレーザ利得媒体24とを含む。適当なレーザ利得媒
体24は、Nd:YLF、Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:GVO4、Nd:YP
O4、Nd:BEL、Nd:YALO、及び、Nd:LSBに限定されない
が、それらを含む。好ましい結晶材料はNd:YVO4であ
る。レーザ利得媒体24は異方性材料であり得る。レーザ
利得媒体24は、偏光解消されたポンプビームを受け、出
力ビーム26を作り出す。特定のレーザ利得媒体24の波長
は以下の通りである:Tm:YAG−785nm、Nd:YLF−793nm、
及び、Nd:YAG、Nd:YVO4−809nmである。
今、図２を参照すると、レンズ28及び30のような２つ
の光学素子が望遠鏡構造に配置されており、入力オプテ
ィクス16と出力オプティクス22とを定義する。
入力オプティクスは、ポンプビームをレンズ28及び30
によって所望の寸法に焦合する。望遠鏡配置は、レーザ
ダイオードポンプソース14からのポンプビームの焦合を
提供する。ポンプビームの寸法は、有用なポンプパワー
を増加させながら、レーザ利得媒体24の入射面の裂け目
を避けるためにレンズ28及び30で最適化され、モードを
適合させ得る。
デバイスをシェーピングするビームを含むことが出来
る。レーザ又はレーザ増幅器10は、第１の方向に第１の
ビーム品質ファクタMx 2と、直角の方向に第２のビーム
品質ファクタMy 2とを備えるビームを有する。デバイス
をシェーピングするビームは、第１及び第２のビーム品
質Mx 2及びMy 2のうちの少なくとも１つを変更するために
ビームの少なくとも第１の部分をそらす少なくとも１つ
の反射面を含む。デバイスをシェーピングするこのビー
ムは、小さな光ファイバー18へのダイオードレーザビー
ムの焦合を容易にするために、より等しいM2値を２つの
直交する方向に提供する。
無偏光化デバイス32が、偏光されたポンプビームを偏
光が解消されたポンプビームに変更するために含まれる
ことができる。図３に示すように、無偏光化デバイス32
は、電源供給装置12中のレンズ28と30の間に位置決めさ
れている。図４では、無偏光化デバイス32は、レンズ28
と30の間のレーザヘッド20に位置決めされている。無偏
光化デバイス32がレンズ28と30との間に位置決めされる
必要はないが、入力端18'、出力端18"に隣接して、若し
くは、望遠鏡は位置の外側でレンズ28又は30に隣接して
配置されることができる。更に、無偏光化デバイス32は
光ファイバー18の選択された長さにそって位置決めされ
得る。
無偏光化デバイス32の変化は、図５乃至12に示したよ
うに、本発明を使用するのがふさわしい。無偏光化デバ
イスは、（ｉ）その光軸に対して好ましくは45゜である
入力偏光を有する複屈折材料から出来ているウエッジ34
（図５）、（ii）偏光が光軸に対して好ましくは45゜で
あり、異方性材料からなるウエッジ36"に結合された複
屈折材料からなるウエッジ36'（図６）、（iii）偏光が
光軸に対して好ましくは45゜であり、複屈折材料からな
るレンズ38（図７）、（iv）偏光が光軸に対して好まし
くは45゜であり、発散ビームを備えたスラブ40（図
８）、（ｖ）光ファイバー18のループ状42の部分（図
９）、（vi）ファイバー18の曲がりくねった部分44（図
10）、石英のような光学的活性材料の２つのプリズムか
らなる立方体、であってよい。左側の材料46'の第１の
断面と右側の材料46"の第２の断面の各々は、ビームパ
スに沿って光軸を有し（図11）、第１のウェッジ48'及
び第２のウェッジ48"は光学的に接合する材料で出来て
おり、ウェッジ48の光軸はウェッジ48"の光軸に対して4
5゜である（図12）。前述の無偏光化デバイスの目的
は、ビームを横切って急速に変化する仕方で、入射光ビ
ームの線形偏光を修正することである。無偏光化デバイ
スの例は、「Handbook of Optics」（マグロウヒル発
行、Walter G.Driscoll編集、1978年）、「Melles−Gri
ot Catalog」（第14章、26頁乃至27頁、1994年）、「Vi
rgo Optics Catalog」（17頁、1991年）に開示されてい
る。
図９のファイバーループ42では、透過した光は、局所
応力複屈折及び長い相互作用長さによる、大変多数の内
部反射と、可変層リターデーションとに直面する。その
結果、特別なファイバー18の位置にかかわらず、入力偏
光状態とランダムに偏光された出力が「スクランブル」
する。適当なランダムが要求されるファイバー18の長さ
は、数十メートルであってよい。図10の蛇行44、又は、
他の局所的なファイバーの混乱は、この同じ結果をより
短いファィバー18の長さで達成するようになっている。
図11のデバイスでは、結晶性石英46の光学的活性は、
石英が右巻きか又は左巻きかによって、線形入力偏光を
時計回りか又は反時計回りに回転する。２つのタイプの
石英を介する光学的通路の関係がビームに亘って変化す
るので、偏光方位はビームを横切って変化するであろ
う。この方位がビームに亘って変化するのが早ければ早
いほど、無偏光化は完全なものになる。ビームのどんな
微視的な領域でさえ依然として良好に偏光されているな
らば、全ての異なった偏光された領域の合計は、事実上
好ましい方位をもたないであろう。このことはレーザ結
晶をポンピングする際に重要なことである。
図５乃至図８におけるデバイスは、また、ビームに亘
って偏光状態の変化を提供するが、光学的活性ではなく
複屈折回転によって提供する。各々の場合、複屈折材料
を介する光学的通路はビーム幅に亘って変化する。材料
の光軸と入力偏光との最大無偏光化は、互いに45゜でな
ければならない。この場合、ビームに亘って移動するの
で、線形偏光は、楕円、円、楕円と変化し、次いで、線
形、直交偏光に変化する。このサイクルは、ビームに亘
って繰り返す。厚さ勾配が大きく、ビームが広く、複屈
折が大きくなればなるほど、該サイクルはより多く生
じ、無偏光化の効果がより大きくなる。
複屈折材料の光軸が入力偏光に対して正確に45゜なら
ば、図５乃至図８のデバイスは、線形偏光入力ビームの
最も有効な無偏光を提供する。無偏光の度合いは、この
角度に対してしばしば非常に敏感であり得る。ダイオー
ドポンプビームは、固定された方位でよく偏光されるの
で、正確なアライメントが入力端光ファイバ18で成し遂
げられ得る。しかしながら、ファイバーが偏光され、又
は、システムコンポーネントが移動されたとき、ファイ
バー18に生じた回転及び部分的な無偏光が変更し得るの
で、短いファイバー18の出力端でこれは可能ではない。
図５乃至図８におけるそれらのようなデバイスが短いフ
ァイバーの出力端で使用されているとき、ある程度の移
動感度は維持されるであろう。
図12はデバイスはこの問題を解決する。入力ビームの
無偏光がウェッジ48'及び48"に生じた効果の合計であ
り、ウェッジ48'及び48"の光軸が45゜の方位であるの
で、２つの部分のうちの少なくとも１つは、その方位に
かかわらず、入力ビームを無偏光化する際に非常に効果
的であり得る。図12のデバイスは、コンパクトになる点
で有利であり、回転アライメントを要求せず、ファイバ
ー18の端のいずれかで効果的である。
光学的活性を採用する図11のデバイスもまた、回転ア
ライメントを要求しない。それはまた短いファイバーの
端のいずれかで効果的であるが、コンパクトではない。
次に図13を参照すると、入力オプティクス16と関連し
た複数のレーザダイオードポンプソース14が各々、別の
偏光された出力ビームを作り出す。この複数の偏光され
た出力ビームは、マルチ製造ファイバ18に結合され、レ
ーザヘッド20に連結される。単一の偏光された出力ビー
ムが、レーザ利得媒体24の入射である。種々のレーザダ
イオードポンプソースの偏光は、それらの合計、レーザ
利得媒体の入射が無偏光化されるように配置される。
図14に示したように、各々が実質的に等しい波長を有
しているが、等しいパワーを必要としないレーザダイオ
ードポンプソース14は、第１及び第２のレーザダイオー
ドポンプソース14'及び14"からなる。それらの出力ビー
ムは、直交偏光、実質的に等しい出力パワー及び波長を
有する。これらの２つの出力ビームは、偏光結合要素50
に結合され、光ファイバー18に入力オプティクス16によ
って焦合される。偏光結合要素50は立方体であってよ
く、また、偏光選択要素の他の組み合わせであってもよ
い。
本発明の好ましい実施形態の先の記述は、例示及び説
明の目的で表わしたものである。正確な形態を開示した
発明を網羅したものではなく、又は、限定するものでは
ない。言うまでもなく、多くの修正及び変形が当業者に
明らかである。本発明の範囲は、以下の請求の範囲及び
その均等の範囲によって定義される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−5953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87315（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274788（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93828（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−320383（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−155518（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−510140（ＪＰ，Ａ)

Claims (45)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】偏光されたポンプビームを作り出すダイオ
    ードポンプソースと、 ダイオードポンプソースに結合された光ファイバーと、 偏光されたポンプビーム又は、ポンプビームを伝搬する
    光ファイバーの一方を受けるように構成され、無偏光化
    したポンプビームを作り出す無偏光化デバイスとを有
    し、無偏光化デバイスは、システムのコンポーネントの
    移動に対してレーザ又はレーザ装置の反応を減少させ、 無偏光化されたポンプビームによってポンピングされた
    偏光依存吸収利得媒体を含み、出力ビームを生成するレ
    ーザヘッドと、 を有する、レーザ又はレーザ増幅装置。
  2. 【請求項２】光ファイバーの１つにポンプビームの能力
    を容易に焦合させるダイオードポンプソースのエミッタ
    領域に隣接して位置決めされたビーム形成オプティクス
    を更に有する、請求の範囲第１項に記載の装置。
  3. 【請求項３】ダイオードポンプソースがダイオードバー
    である、請求の範囲第１項に記載の装置。
  4. 【請求項４】ダイオードポンプソースが単一のエミッタ
    である、請求の範囲第１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】ダイオードポンプソースが広いストライプ
    エミッタである、請求の範囲第１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】光ファイバーが10メートル以下の長さであ
    る、請求の範囲第１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】光ファイバーが６メートル以下の長さであ
    る、請求の範囲第１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】光ファイバーが２メートル以下の長さであ
    る、請求の範囲第１項に記載の装置。
  9. 【請求項９】レーザ利得媒体が全て異方性材料で作られ
    ている、請求の範囲第１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】偏光ポンプビームを作り出すダイオード
    ポンプソースと、 ダイオードポンプソースに接続された光ファイバと、 無偏光化されたポンプビームによってポンピングされた
    偏光依存吸収利得媒体を含み、出力ビームを生成するレ
    ーザヘッドと、 偏光されたポンプビーム又はポンプビームを伝搬する光
    ファイバの一方を受けるように構成され、無偏光化され
    たポンプビームを生成する無偏光化デバイスとを有し、
    無偏光化デバイスはシステムのコンポーネントの移動に
    対してレーザ又はレーザ装置の反応を減少させ、無偏光
    化デバイスは、ダイオードポンプソース、レーザヘッド
    又は光ファイバのひとつに結合され、無偏光化されたポ
    ンプビームを生成する、ことを特徴とするレーザ又はレ
    ーザ増幅装置。
  11. 【請求項１１】無偏光化デバイスが、光ファイバーの１
    つの入力端と、ダイオードポンプソースとの間に位置決
    めされている、請求の範囲第10項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】無偏光化デバイスが、光ファイバーの１
    つの長さに沿って位置決めされている、請求の範囲第10
    項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】無偏光化デバイスが、光ファイバーの１
    つの出力端と、レーザ利得媒体との間に位置決めされて
    いる、請求の範囲第10項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】無偏光化デバイスが、ポンプビームに亘
    って種々の偏光を提供する、請求の範囲第10項に記載の
    装置。
  15. 【請求項１５】ダイオードソースがダイオードバーであ
    る、請求の範囲第10項に記載の装置。
  16. 【請求項１６】ダイオードソースが単一のエミッタであ
    る、請求の範囲第10項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】ダイオードソースが広いストライプエミ
    ッタである、請求の範囲第10項に記載の装置。
  18. 【請求項１８】無偏光化デバイスが、ポンプビームに亘
    って種々の偏光を提供するように位置決めされた複屈折
    ウェッジである、請求の範囲第10項に記載の装置。
  19. 【請求項１９】無偏光化デバイスが、接触関係にある２
    つのウェッジである、請求の範囲第10項に記載の装置。
  20. 【請求項２０】無偏光化デバイスが、複屈折ファイバー
    レンズである、請求の範囲第10項に記載の装置。
  21. 【請求項２１】無偏光化デバイスが、光ファイバーのル
    ープである、請求の範囲第10項に記載の装置。
  22. 【請求項２２】無偏光化デバイスが、光ファイバーの１
    つの局所応力領域である、請求の範囲第10項に記載の装
    置。
  23. 【請求項２３】無偏光化デバイスが、光ファイバーの結
    び目である、請求の範囲第10項に記載の装置。
  24. 【請求項２４】無偏光化デバイスが、編まれている光フ
    ァイバーである、請求の範囲第10項に記載の装置。
  25. 【請求項２５】無偏光化デバイスが、空間的な種々の偏
    光回転を作り出すように差し向けられた光学的活性を処
    理するウェッジ又はプリズムである、請求の範囲第10項
    に記載の装置。
  26. 【請求項２６】偏光化ポンプビームを作り出すダイオー
    ドポンプソースと、 ダイオードポンプソースに結合され、ポンプビームをレ
    ーザヘッドに伝搬する光ファイバとを有し、光ファイバ
    は、偏光化されたポンプビームを無偏光化ポンプビーム
    に変化させ、偏光回転又は、光ファイバの部分無偏光化
    の影響のうちのひとつを減少させる幾何学配置を有し、 無偏光化されたポンプビームによってポンピングされた
    偏光依存吸収利得媒体を含み、出力ビームを生成するレ
    ーザヘッドとを有する、 レーザ又はレーザ増幅装置。
  27. 【請求項２７】ダイオードソースがダイオードバーであ
    る、請求の範囲第26項に記載の装置。
  28. 【請求項２８】ダイオードソースが単一のエミッタであ
    る、請求の範囲第26項に記載の装置。
  29. 【請求項２９】ダイオードソースが広いストライプエミ
    ッタである、請求の範囲第26項に記載の装置。
  30. 【請求項３０】光ファイバーが10メートル以下の長さで
    ある、請求の範囲第26項に記載の装置。
  31. 【請求項３１】光ファイバーが６メートル以下の長さで
    ある、請求の範囲第26項に記載の装置。
  32. 【請求項３２】光ファイバーが２メートル以下の長さで
    ある、請求の範囲第26項に記載の装置。
  33. 【請求項３３】レーザ利得媒体が異方性材料で作られて
    いる、請求の範囲第26項に記載の装置。
  34. 【請求項３４】光ファイバーの１つが、ポンプビームに
    亘って種々の偏光を提供する、請求の範囲第26項に記載
    の装置。
  35. 【請求項３５】ダイオードソースが、ポンプビームを異
    なる偏光であるが実質的に等しい波長で各々作り出す複
    数のダイオードソースであり、ポンプビームが、マルチ
    製造ファイバーの１つの異なる入力端に別々に焦合され
    る、請求の範囲第26項に記載の装置。
  36. 【請求項３６】ポンプビームが実質的に等しいパワーを
    有する、請求の範囲第35項に記載の装置。
  37. 【請求項３７】装置利得媒体と、光ファイバー又は束の
    １つの出力端との間に位置決めされた光学的要素の望遠
    鏡配置を、更に有する請求の範囲第35項に記載の装置。
  38. 【請求項３８】無偏光化デバイスが、望遠鏡配置内に位
    置決めされている、請求の範囲第35項に記載の装置。
  39. 【請求項３９】ダイオードソースがダイオードバーであ
    る、請求の範囲第35項に記載の装置。
  40. 【請求項４０】ダイオードソースが単一のエミッタであ
    る、請求の範囲第35項に記載の装置。
  41. 【請求項４１】ダイオードソースが広いスプライトエミ
    ッタである、請求の範囲第35項に記載の装置。
  42. 【請求項４２】光ファイバーが10メートル以下の長さで
    ある、請求の範囲第35項に記載の装置。
  43. 【請求項４３】光ファイバーが６メートル以下の長さで
    ある、請求の範囲第35項に記載の装置。
  44. 【請求項４４】光ファイバーが２メートル以下の長さで
    ある、請求の範囲第35項に記載の装置。
  45. 【請求項４５】レーザ利得媒体が異方性材料で作られて
    いる、請求の範囲第35項に記載の装置。
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