JP4699131B2 - Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser - Google Patents

Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser Download PDF

Info

Publication number
JP4699131B2
JP4699131B2 JP2005227659A JP2005227659A JP4699131B2 JP 4699131 B2 JP4699131 B2 JP 4699131B2 JP 2005227659 A JP2005227659 A JP 2005227659A JP 2005227659 A JP2005227659 A JP 2005227659A JP 4699131 B2 JP4699131 B2 JP 4699131B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
light
laser
rare earth
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005227659A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007042981A (en
Inventor
和大 北林
哲弥 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP2005227659A priority Critical patent/JP4699131B2/en
Publication of JP2007042981A publication Critical patent/JP2007042981A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4699131B2 publication Critical patent/JP4699131B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、希土類添加光ファイバを用いた光ファイバレーザ及び光ファイバ増幅器に関し、特に、一旦出射したレーザ光が希土類添加光ファイバに戻り増幅された光(ASE)によって励起光源などの構成部材がダメージを受けることを防止でき、安全性及び寿命を向上させた光ファイバレーザ、光ファイバ増幅器及びMOPA方式光ファイバレーザに関する。   The present invention relates to an optical fiber laser and an optical fiber amplifier using a rare earth-doped optical fiber, and in particular, a component such as a pumping light source is damaged by light (ASE) which is once emitted from the laser light and returned to the rare earth-doped optical fiber. The present invention relates to an optical fiber laser, an optical fiber amplifier, and a MOPA type optical fiber laser that can prevent the occurrence of the damage and improve safety and lifetime.

レーザ光は、加工機や医療機器、測定器など様々な分野で利用されている。加工機の分野では、レーザ光が集光性に優れ、パワー密度の高い非常に小さなビームスポットが得られるため精密加工が可能なこと、また、レーザ加工が非接触加工であること、さらにレーザ光の吸収可能な高硬度の物質の加工も可能であることなどから、急速に用途が拡大している。特に、希土類添加光ファイバをレーザ媒質とした光ファイバレーザは、従来の固体レーザに比べて高効率化でき、装置がコンパクトにでき、さらにレーザ発振媒質と伝播媒質が同じにできるといった特徴を有しており、非常に高出力なkW級の光ファイバレーザが開発されている。   Laser light is used in various fields such as processing machines, medical equipment, and measuring instruments. In the field of processing machines, laser light is excellent in condensing performance, and a very small beam spot with high power density can be obtained, so that precision processing is possible, laser processing is non-contact processing, and laser light Because it is possible to process materials with high hardness that can be absorbed, the applications are expanding rapidly. In particular, an optical fiber laser using a rare earth-doped optical fiber as a laser medium has features such as higher efficiency than a conventional solid-state laser, a compact apparatus, and the same lasing medium and propagation medium. An extremely high output kW class optical fiber laser has been developed.

光ファイバレーザにおいて、前述したような高出力を実現するためには、希土類添加光ファイバに如何に多くの励起光を導入できるかが重要である。通常の希土類添加光ファイバの場合は、コアに励起光を導入するコア励起を行うことになるが、コア直径は数μm〜10μmと極小であるため、多くの励起光を導入するのは難しい。そこで、光ファイバレーザを構成する際にはダブルクラッド構造の光ファイバ(希土類添加ダブルクラッド光ファイバ)を用いたクラッド励起がよく用いられる。ダブルクラッド構造の光ファイバは、コアを囲むクラッドが第1クラッドとその外周を覆う第2クラッドとの2層構造になっており、第1クラッドはコアに対するクラッドとして機能するだけでなく、第1クラッド自身も第2クラッドをクラッドとしてコアの働きもする。また、第1クラッドは通常100μm以上の直径を有するので、比較的容易に多くの励起光を投入することが可能となる。   In order to realize the high output as described above in an optical fiber laser, it is important how much pumping light can be introduced into the rare earth-doped optical fiber. In the case of a normal rare earth-doped optical fiber, core excitation is performed by introducing excitation light into the core. However, since the core diameter is as small as several μm to 10 μm, it is difficult to introduce much excitation light. Therefore, when constructing an optical fiber laser, clad pumping using an optical fiber having a double clad structure (rare earth-doped double clad optical fiber) is often used. The optical fiber having a double clad structure has a two-layer structure in which a clad surrounding a core is a first clad and a second clad covering the outer periphery thereof. The first clad not only functions as a clad for the core but also the first clad. The cladding itself also functions as a core with the second cladding as a cladding. In addition, since the first cladding usually has a diameter of 100 μm or more, it becomes possible to inject a large amount of excitation light relatively easily.

第1クラッドに励起光を導入する手段としては、(1)主に希土類添加ダブルクラッドファイバの端面から励起光を入射する方法と、(2)希土類添加ダブルクラッドファイバの側面から励起光を入射する方法に大別される。   As means for introducing pump light into the first cladding, (1) a method in which pump light is mainly incident from the end face of the rare earth-doped double clad fiber, and (2) pump light is incident from the side surface of the rare earth-doped double clad fiber. Broadly divided into methods.

(1)希土類添加ダブルクラッドファイバの端面から励起光を入射する方法としては、例えば特許文献1に記載されているような光結合器を用いる方法がある。ここに開示されている光結合器を使用した光ファイバレーザ100の構成例を図1に示す。この光ファイバレーザ100において、光結合器103は、マルチモード光ファイバからなる7つの励起ポート102とこれらを溶融延伸して一体化することにより形成された1つの出射ポート104を有している。各励起ポート102には、励起光源101が接続されており、励起光源101から出射された励起光は出射ポート104から出射される。例えば、各励起光源101の出力が3Wであれば、合計21Wの励起パワーが得られることになる。この励起光は希土類添加ダブルクラッドファイバ105に入射される。この光結合器103の出射ポート104の直径が希土類添加ダブルクラッドファイバ105の第1クラッドの直径と同じかそれ以下であり、かつ、出射ポート104の開口数が希土類添加ダブルクラッドファイバ105の第1クラッドの開口数より小さければ、出射ポート104から出射される励起光を低損失で希土類添加ダブルクラッドファイバ105の第1クラッドへと入射することが可能となる。   (1) As a method for making excitation light incident from the end face of the rare earth-doped double clad fiber, there is a method using an optical coupler as described in Patent Document 1, for example. A configuration example of an optical fiber laser 100 using the optical coupler disclosed herein is shown in FIG. In this optical fiber laser 100, the optical coupler 103 has seven pumping ports 102 made of a multimode optical fiber and one output port 104 formed by melting and stretching them to be integrated. An excitation light source 101 is connected to each excitation port 102, and excitation light emitted from the excitation light source 101 is emitted from the emission port 104. For example, if the output of each excitation light source 101 is 3 W, a total of 21 W excitation power can be obtained. This excitation light is incident on the rare earth-doped double clad fiber 105. The diameter of the exit port 104 of the optical coupler 103 is equal to or less than the diameter of the first cladding of the rare earth-doped double clad fiber 105, and the numerical aperture of the exit port 104 is the first of the rare earth doped double clad fiber 105. If it is smaller than the numerical aperture of the clad, it becomes possible to make the excitation light emitted from the emission port 104 enter the first clad of the rare earth-doped double clad fiber 105 with low loss.

また、(2)希土類添加ダブルクラッドファイバの側面から励起光を入射する方法としては、例えば特許文献2に開示されている。ここに開示されている光結合器を使用した光ファイバレーザ110の構成例を図2に示す。この光ファイバレーザ110において、光結合器111の部分は、希土類添加ダブルクラッドファイバ105の一部の側面を加工することにより、第1クラッドが露出されており、その部分に端面が斜めに研磨された複数の励起ポート102が適当な角度をもって接合されて構成されている。接合の角度は、励起ポート102から出射され、希土類添加ダブルクラッドファイバ105の第1クラッドに入射される光が第1クラッドと第2クラッドの境界面で全反射しうる角度とすることで励起ポート102に接続された励起光源から出射される励起光を希土類添加ダブルクラッドファイバ105の第1クラッドに入射することが可能となる。また、希土類添加ダブルクラッドファイバ105の長手方向に複数の光結合器111を設けることで、多くの励起光を希土類添加ダブルクラッドファイバ105に入射可能となる。   Moreover, (2) As a method of making excitation light incident from the side surface of the rare earth-doped double clad fiber, for example, Patent Document 2 discloses. A configuration example of an optical fiber laser 110 using the optical coupler disclosed herein is shown in FIG. In this optical fiber laser 110, the first coupler is exposed in the optical coupler 111 portion by processing a part of the side surface of the rare earth-doped double clad fiber 105, and the end surface is obliquely polished in that portion. A plurality of excitation ports 102 are joined at an appropriate angle. The angle of the junction is such that the light emitted from the excitation port 102 and incident on the first cladding of the rare earth-doped double clad fiber 105 can be totally reflected at the boundary surface between the first cladding and the second cladding. The excitation light emitted from the excitation light source connected to 102 can be incident on the first cladding of the rare earth-doped double cladding fiber 105. Further, by providing a plurality of optical couplers 111 in the longitudinal direction of the rare earth-doped double clad fiber 105, a large amount of excitation light can be incident on the rare earth doped double clad fiber 105.

前記(1)又は(2)の方法によって、希土類添加ダブルクラッドファイバの第1クラッドに導入された励起光は、第1クラッド内を伝播しながらコアを横切ることになるが、の際にコアに添加された希土類イオンに吸収される。励起光を吸収した希土類イオンは、励起光とは異なる波長の自然放出光を放出し、この自然放出光のうちコアを伝播するものは、伝播しながら増幅され、ASE(Amplified Spontaneous Emission)として出力される。   The excitation light introduced into the first clad of the rare earth-doped double clad fiber by the method (1) or (2) crosses the core while propagating in the first clad. Absorbed by the added rare earth ions. The rare earth ions that have absorbed the excitation light emit spontaneous emission light having a wavelength different from that of the excitation light, and the spontaneous emission light that propagates through the core is amplified while propagating and output as ASE (Amplified Spontaneous Emission). Is done.

一方、希土類添加ダブルクラッドファイバ105の両端には、ファイバグレーディングが設けられている。レーザ出射側に設けられているファイバグレーディングは、出力カプラ107であり、これは希土類添加ダブルクラッドファイバ105から放出される自然放出光のうちの一部の波長の光を反射する特性を有するが、その反射率は100%ではなく、所望の出力が得られるように適当な反射率を有するものである。また、その他端に設けられているファイバグレーディングは、高反射ミラー106であり、出力カプラ107と同じ反射波長を有するが、その反射率はほぼ100%であり、かつ励起光波長に対しては何の作用もしないものである。これら高反射ミラー106と出力カプラ107とで共振器が構成されており、希土類添加ダブルクラッドファイバ105から出射されたASEは、このミラーで反射されて共振器内を往復し、希土類添加ダブルクラッドファイバ105を通過するたびに増幅され、やがてはレーザ発振し、レーザ光の一部は出力カプラ107を通過し、アイソレータ108を介してレーザ光として出力される。   On the other hand, fiber grading is provided at both ends of the rare earth-doped double clad fiber 105. The fiber grading provided on the laser emission side is an output coupler 107, which has the property of reflecting light of a part of the spontaneous emission light emitted from the rare earth-doped double clad fiber 105, The reflectivity is not 100% but has an appropriate reflectivity so that a desired output can be obtained. The fiber grading provided at the other end is a high reflection mirror 106, which has the same reflection wavelength as that of the output coupler 107, but its reflectance is almost 100%, and what is the excitation light wavelength? It does not even work. The highly reflective mirror 106 and the output coupler 107 constitute a resonator, and the ASE emitted from the rare earth-doped double clad fiber 105 is reflected by this mirror and reciprocates in the resonator, so that the rare earth doped double clad fiber The laser beam is amplified every time it passes through 105, and eventually oscillates. A part of the laser beam passes through the output coupler 107 and is output as laser beam through the isolator 108.

ただし、図1の構成では、励起ポートの数に限りがあるため、得られるレーザ出力パワーには限界がある。そこで図3に示すように、光ファイバレーザ100から出力されたレーザ光をさらに光ファイバ増幅器200に導入し、増幅することで高出力化を行う場合もある。このような方式は、一般にMOPA(Master Oscillator Power Amplifier)方式と呼ばれ、図3ではMO(Master Oscillator)として光ファイバレーザ100を使用し、PA(Power Amplifier)として光ファイバ増幅器200を使用している。この光ファイバ増幅器200は、複数の励起光源201と、これらの励起光源201の励起ポート102を束ねて希土類添加ダブルクラッドファイバ205の一端側に入射する光結合器203と、希土類添加ダブルクラッドファイバ205と、その他端側に接続されたアイソレータ208とから構成されている。この励起光源201、希土類添加ダブルクラッドファイバ205、アイソレータ208は、光ファイバレーザ100に使用したものと同様のものが使用できる。光結合器203は、光ファイバレーザ100に使用した光結合器103の励起ポート102の一つが信号ポート202に置き換えられたもので、この信号ポート202にはシングルモードファイバが使用されている。光ファイバレーザ100から出射されたレーザ光は、信号ポート202から入射され、光結合器203を介して希土類添加ダブルクラッドファイバ205のコアへと入射される。一方で各励起ポート102には励起光源201が接続されており、励起光が光結合器203を介して希土類添加ダブルクラッドファイバ205の第1クラッドへと入射される。希土類添加ダブルクラッドファイバ205の第1クラッドへと入射された励起光は、コアに添加された希土類イオンに吸収され、誘導放出が生じることでコア内を伝播するレーザ光が増幅されて出力される。   However, since the number of excitation ports is limited in the configuration of FIG. 1, the laser output power obtained is limited. Therefore, as shown in FIG. 3, the laser light output from the optical fiber laser 100 may be further introduced into the optical fiber amplifier 200 and amplified to increase the output. Such a system is generally called a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) system. In FIG. 3, an optical fiber laser 100 is used as an MO (Master Oscillator), and an optical fiber amplifier 200 is used as a PA (Power Amplifier). Yes. This optical fiber amplifier 200 includes a plurality of pumping light sources 201, an optical coupler 203 that bundles pumping ports 102 of these pumping light sources 201 and enters one end side of the rare earth-doped double clad fiber 205, and a rare earth-doped double clad fiber 205. And an isolator 208 connected to the other end. The pumping light source 201, the rare earth-doped double clad fiber 205, and the isolator 208 can be the same as those used in the optical fiber laser 100. The optical coupler 203 is obtained by replacing one of the pumping ports 102 of the optical coupler 103 used in the optical fiber laser 100 with a signal port 202, and a single mode fiber is used for the signal port 202. Laser light emitted from the optical fiber laser 100 enters from the signal port 202 and enters the core of the rare earth-doped double clad fiber 205 through the optical coupler 203. On the other hand, an excitation light source 201 is connected to each excitation port 102, and excitation light is incident on the first cladding of the rare earth-doped double clad fiber 205 via the optical coupler 203. The excitation light incident on the first cladding of the rare earth-doped double clad fiber 205 is absorbed by the rare earth ions added to the core, and stimulated emission is generated to amplify and output the laser light propagating in the core. .

このようなMOPA方式は、図2に示す構成においても有効であるが、図2の構成の場合は光ファイバレーザ110を複数段接続することでも高出力化を行うことができる。
米国特許第5864644号明細書 米国特許出願公開第20040047553号明細書
Such a MOPA system is also effective in the configuration shown in FIG. 2, but in the configuration shown in FIG. 2, high output can be achieved by connecting a plurality of optical fiber lasers 110.
US Pat. No. 5,864,644 US Patent Application Publication No. 20040047553

図1から図3に示した従来の光ファイバレーザでは、一旦出射されたレーザ光が何らかの原因で反射光(例えば、加工用に用いるレーザでは加工時の加工対象物からの反射光)として戻ってきた場合、その戻り光はアイソレータ108,208で一旦強度が落ちるものの、透過した一部のレーザ光が希土類添加ダブルクラッドファイバ105,205を通過することで増幅される。この増幅された反射光の強度は、出力されるレーザ光と同等の強度になる可能性があり、また、レイリー散乱やブリルアン散乱などの散乱により戻り光が発生した場合も、戻り光が希土類添加ダブルクラッドファイバ105,205を通過しながら増幅され、レーザ光と同等の強度になる可能性があり、そのような高強度のレーザ光が光結合器103,203に入射する。   In the conventional optical fiber laser shown in FIGS. 1 to 3, once emitted laser light returns for some reason as reflected light (for example, a laser used for processing is reflected light from an object to be processed during processing). In this case, the intensity of the returned light is temporarily reduced by the isolators 108 and 208, but is amplified when a part of the transmitted laser light passes through the rare earth-doped double clad fibers 105 and 205. The amplified reflected light may have the same intensity as the output laser light, and when the return light is generated by scattering such as Rayleigh scattering or Brillouin scattering, the return light is added with rare earth. The laser beam is amplified while passing through the double clad fibers 105 and 205 and may have the same intensity as the laser beam. Such high-intensity laser beam is incident on the optical couplers 103 and 203.

図1に示した光ファイバレーザ100の場合、増幅されて光結合器103に入射した反射光は、各励起ポート102にほぼ均等に分配されてそれぞれ励起光源101に到達し、励起光源101に致命的なダメージを与える。一方、図3に示した光ファイバレーザの場合は、光結合器203に入射した反射光のほとんどが信号ポートを伝播し、光ファイバレーザ100に入射するため、光ファイバレーザ100内の光学部品や励起光源にダメージを与える。また、反射光の一部は、希土類添加ダブルクラッドファイバ205と光結合器203の接続損失によってコアから漏れ出して励起光源201にも到達するため、励起光源201に致命的なダメージを与える。特にパルス発振させる場合には、平均パワーは低くてもパルスの尖頭値は極めて高いパワーを有するので、励起光源101、201にダメージを与える可能性が非常に高い。   In the case of the optical fiber laser 100 shown in FIG. 1, the reflected light that has been amplified and entered the optical coupler 103 is almost evenly distributed to each pumping port 102 and reaches each pumping light source 101. Deals damage. On the other hand, in the case of the optical fiber laser shown in FIG. 3, most of the reflected light incident on the optical coupler 203 propagates through the signal port and enters the optical fiber laser 100. Damage the excitation light source. Further, a part of the reflected light leaks from the core due to the connection loss between the rare earth-doped double clad fiber 205 and the optical coupler 203 and reaches the pumping light source 201, thereby causing fatal damage to the pumping light source 201. In particular, in the case of pulse oscillation, even if the average power is low, the peak value of the pulse has a very high power, so that the possibility of damaging the excitation light sources 101 and 201 is very high.

一般に、励起光源101,201は、それから出射する光の波長とは異なる波長の光が入射する場合、出射パワーのわずか数%程度の光が入射しただけでもダメージを受ける場合がある。   In general, when light having a wavelength different from the wavelength of light emitted from the excitation light sources 101 and 201 is incident, damage may be caused even when only a few percent of the output power is incident.

図1に示した光ファイバレーザ100では、レーザ光は高反射ミラー106でほとんど反射されるが、それ以外の波長の光はまったく反射されない。従って、レーザ光とは別に発生しているASE光は、高反射ミラー106では反射されずに、光結合器103を介して励起光源101に入射され、励起光源101にダメージを与えてしまう場合があった。   In the optical fiber laser 100 shown in FIG. 1, the laser light is almost reflected by the high reflection mirror 106, but the light of other wavelengths is not reflected at all. Therefore, the ASE light generated separately from the laser light is not reflected by the high reflection mirror 106 but is incident on the excitation light source 101 via the optical coupler 103 and may damage the excitation light source 101. there were.

さらに、図3に示したMOPA方式の光ファイバレーザの場合には、動作上、光ファイバレーザ100がレーザ光を出力していない状態あるいは出力が低下している状態で光ファイバ増幅器200だけが動作している状態になる場合があった。このような状況では、光ファイバ増幅器200中の希土類添加ダブルクラッドファイバ205から高強度のASEが光ファイバの両方向に向かって放出されており、やはり光結合器203を介して励起光源201にダメージを与えてしまう場合があった。   Further, in the case of the MOPA type optical fiber laser shown in FIG. 3, only the optical fiber amplifier 200 operates in a state in which the optical fiber laser 100 does not output laser light or the output is lowered in operation. In some cases, it was in a state of being. In such a situation, high-strength ASE is emitted from the rare earth-doped double clad fiber 205 in the optical fiber amplifier 200 in both directions of the optical fiber, and the pump light source 201 is also damaged through the optical coupler 203. There was a case to give.

本発明は前記事情に鑑みてなされ、一旦出射したレーザ光が希土類添加光ファイバに戻り増幅されたASEによって励起光源などの構成部材がダメージを受けることを防止でき、安全性及び寿命を向上させた光ファイバレーザ、光ファイバ増幅器及びMOPA方式光ファイバレーザの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to prevent components such as an excitation light source from being damaged by the ASE that is once amplified and returned to the rare-earth-doped optical fiber, thereby improving safety and life. An object is to provide an optical fiber laser, an optical fiber amplifier, and a MOPA optical fiber laser.

前記目的を達成するため、本発明は、少なくともレーザ媒質である希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを光励起する複数の励起光源と、各励起光源からの励起光を合わせて希土類添加光ファイバに入射する光結合器とを有し、希土類添加光ファイバに励起光を入射してレーザ発振を行う光ファイバレーザにおいて、前記光結合器に、希土類添加光ファイバから励起光源側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポートが設けられ、且つ該モニタポートを伝播する戻り光の強度を測定し、該光強度が所定値を超えた場合に前記励起光源の出力を減じて戻り光の増幅を防止する励起光源制御手段が設けられたことを特徴とする光ファイバレーザを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides at least a rare earth-doped optical fiber that is a laser medium, a plurality of pumping light sources that optically pump the rare earth-doped optical fiber, and a pumping light from each pumping light source. In an optical fiber laser that performs laser oscillation by entering pump light into a rare earth-doped optical fiber, the optical coupler is configured to transmit return light from the rare earth-doped optical fiber toward the pump light source. A monitor port through which a part is propagated is provided, and the intensity of the return light propagating through the monitor port is measured, and when the light intensity exceeds a predetermined value, the output of the excitation light source is reduced to amplify the return light. An optical fiber laser is provided, which is provided with excitation light source control means for preventing the above.

本発明の光ファイバレーザにおいて、前記励起光源制御手段は、前記モニタポートに接続され前記戻り光の強度を測定する光検出器と、該光検出器からの光強度信号を入力し、光検出器で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号を発する判定回路と、該判定回路に接続され、異常信号を受けない状態では前記励起光源に駆動信号を発して発光させ、異常信号を受けた時点で駆動信号をシャットダウンする励起光源駆動回路とを有することが好ましい。   In the optical fiber laser according to the present invention, the excitation light source control means is connected to the monitor port and measures the intensity of the return light, and inputs a light intensity signal from the photodetector. A determination circuit that emits an abnormal signal when the intensity of light received at a light intensity exceeds a certain intensity, and connected to the determination circuit to emit a drive signal to the excitation light source to emit light when no abnormal signal is received. It is preferable to have an excitation light source drive circuit that shuts down the drive signal at the time.

本発明の光ファイバレーザにおいて、前記希土類添加光ファイバは、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと該コアを囲む第1クラッドと該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有する希土類添加ダブルクラッドファイバであることが好ましい。   In the optical fiber laser of the present invention, the rare earth-doped optical fiber includes a core doped with one or more selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first cladding surrounding the core, and the core A rare earth-doped double clad fiber having a second clad provided outside the first clad is preferable.

本発明の光ファイバレーザにおいて、前記希土類添加光ファイバの励起光入射側に、励起光は透過するがレーザ発振により生じたレーザ光は反射する高反射ミラーが設けられるとともに、希土類添加光ファイバのレーザ出力側に、レーザ発振により生じたレーザ光を大部分反射し一部透過する出力カプラが設けられ、前記高反射ミラーと出力カプラ間で共振器が構成されることが好ましい。   In the optical fiber laser of the present invention, a high reflection mirror that transmits the pump light but reflects the laser light generated by the laser oscillation is provided on the pump light incident side of the rare earth-doped optical fiber. It is preferable that an output coupler that reflects and partially transmits laser light generated by laser oscillation is provided on the output side, and a resonator is configured between the high reflection mirror and the output coupler.

また本発明は、少なくとも光増幅媒質である希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを光励起する複数の励起光源と、各励起光源からの励起光及び信号光を合わせて希土類添加光ファイバに入射する光結合器とを有し、前記信号光を希土類添加光ファイバ内で光増幅して出力する光ファイバ増幅器において、前記光結合器に、希土類添加光ファイバから励起光源側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポートが設けられ、且つ該モニタポートを伝播する戻り光の強度を測定し、該光強度が所定値を超えた場合に前記励起光源の出力を減じて戻り光の増幅を防止する励起光源制御手段が設けられたことを特徴とする光ファイバ増幅器を提供する。   The present invention also includes at least a rare earth-doped optical fiber that is an optical amplifying medium, a plurality of pumping light sources that optically pump the rare earth-doped optical fiber, and a combination of pumping light and signal light from each pumping light source that is incident on the rare earth-doped optical fiber. In the optical fiber amplifier that amplifies and outputs the signal light in a rare earth-doped optical fiber, the optical coupler includes a return light that travels from the rare earth-doped optical fiber to the pumping light source side. A monitor port through which the light is propagated, and the intensity of the return light propagating through the monitor port is measured. When the light intensity exceeds a predetermined value, the output of the excitation light source is reduced to amplify the return light. An optical fiber amplifier is provided, which is provided with a pumping light source control means for preventing.

本発明の光ファイバ増幅器において、前記励起光源制御手段は、前記モニタポートに接続され前記戻り光の強度を測定する光検出器と、該光検出器からの光強度信号を入力し、光検出器で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号を発する判定回路と、該判定回路に接続され、異常信号を受けない状態では前記励起光源に駆動信号を発して発光させ、異常信号を受けた時点で駆動信号をシャットダウンする励起光源駆動回路とを有することが好ましい。   In the optical fiber amplifier of the present invention, the excitation light source control means is connected to the monitor port and measures the intensity of the return light, and inputs a light intensity signal from the light detector. A determination circuit that emits an abnormal signal when the intensity of light received at a light intensity exceeds a certain intensity, and connected to the determination circuit to emit a drive signal to the excitation light source to emit light when no abnormal signal is received. It is preferable to have an excitation light source drive circuit that shuts down the drive signal at the time.

本発明の光ファイバ増幅器において、前記希土類添加光ファイバは、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと該コアを囲む第1クラッドと該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有する希土類添加ダブルクラッドファイバであることが好ましい。   In the optical fiber amplifier of the present invention, the rare earth-doped optical fiber includes a core doped with one or more selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first cladding surrounding the core, and the core A rare earth-doped double clad fiber having a second clad provided outside the first clad is preferable.

また本発明は、希土類添加光ファイバに励起光を入射してレーザ発振を行う光ファイバレーザと、少なくともレーザ媒質である希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを光励起する複数の励起光源と、各励起光源からの励起光及び前記光ファイバレーザから発したレーザ光を合わせて希土類添加光ファイバに入射する光結合器とを有し、前記光ファイバレーザから発したレーザ光を増幅して出力するMOPA方式光ファイバレーザにおいて、前記光結合器に、希土類添加光ファイバから励起光源側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポートが設けられ、且つ該モニタポートを伝播する戻り光の強度を測定し、該光強度が所定値を超えた場合に前記励起光源の出力を減じて戻り光の増幅を防止する励起光源制御手段が設けられたことを特徴とするMOPA方式光ファイバレーザを提供する。   The present invention also includes an optical fiber laser that oscillates by entering pump light into a rare earth-doped optical fiber, at least a rare earth-doped optical fiber that is a laser medium, and a plurality of pump light sources that optically pump the rare-earth doped optical fiber, An optical coupler that combines the excitation light from each excitation light source and the laser light emitted from the optical fiber laser and enters the rare earth-doped optical fiber, and amplifies and outputs the laser light emitted from the optical fiber laser In the MOPA optical fiber laser, the optical coupler is provided with a monitor port through which a part of the return light from the rare earth-doped optical fiber toward the pumping light source is propagated, and the intensity of the return light propagating through the monitor port is set. Excitation light source control means is provided to prevent amplification of return light by measuring and reducing the output of the excitation light source when the light intensity exceeds a predetermined value. Providing MOPA fiber optic laser, characterized in that.

本発明のMOPA方式光ファイバレーザにおいて、前記励起光源制御手段は、前記モニタポートに接続され前記戻り光の強度を測定する光検出器と、該光検出器からの光強度信号を入力し、光検出器で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号を発する判定回路と、該判定回路に接続され、異常信号を受けない状態では前記励起光源に駆動信号を発して発光させ、異常信号を受けた時点で駆動信号をシャットダウンする励起光源駆動回路とを有することが好ましい。   In the MOPA optical fiber laser of the present invention, the excitation light source control means inputs a light intensity signal from the light detector connected to the monitor port and measuring the intensity of the return light, A determination circuit that emits an abnormal signal when the intensity of light received by the detector exceeds a certain intensity, and is connected to the determination circuit and emits a drive signal to the excitation light source to emit light when not receiving the abnormal signal. It is preferable to have an excitation light source drive circuit that shuts down the drive signal when it is received.

本発明のMOPA方式光ファイバレーザにおいて、前記希土類添加光ファイバは、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと該コアを囲む第1クラッドと該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有する希土類添加ダブルクラッドファイバであることが好ましい。   In the MOPA optical fiber laser of the present invention, the rare earth-doped optical fiber includes a core doped with one or more selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, and a first cladding surrounding the core And a rare earth-doped double clad fiber having a second clad provided outside the first clad.

本発明のMOPA方式光ファイバレーザにおいて、前記光ファイバレーザの出力側と前記光結合器とを結ぶ信号ポートに設けられ光ファイバレーザから出力されるレーザ光の一部を分岐する光カプラと、該光カプラの分岐ポートに接続された第2の光検出器と、第2の光検出器からの光強度信号を入力し、第2の光検出器で受光する光強度が一定の強度より低くなると前記励起光源駆動回路に対して異常信号を発する第2の判定回路とが設けられた構成としてもよい。   In the MOPA-type optical fiber laser of the present invention, an optical coupler provided at a signal port connecting the output side of the optical fiber laser and the optical coupler to branch a part of the laser light output from the optical fiber laser, When a second light detector connected to the branch port of the optical coupler and a light intensity signal from the second light detector are input, and the light intensity received by the second light detector is lower than a certain intensity It is good also as a structure provided with the 2nd determination circuit which emits an abnormal signal with respect to the said excitation light source drive circuit.

本発明のMOPA方式光ファイバレーザにおいて、前記光ファイバレーザの出力側と前記光結合器とを結ぶ信号ポートに設けられ光ファイバレーザから出力されるレーザ光の一部を第1の分岐ポートに分岐するとともに、前記光結合器から前記光ファイバレーザに向かう戻り光を第2の分岐ポートに分岐する光カプラと、前記第1の分岐ポートに接続された第2の光検出器と、第2の光検出器からの光強度信号を入力し、第2の光検出器で受光する光強度が一定の強度より低くなると前記励起光源駆動回路に対して異常信号を発する第2の判定回路と、前記第2の分岐ポートに接続された第3の光検出器と、第3の光検出器で受光する光強度が一定の強度より大きくなると前記励起光源駆動回路に対して異常信号を発する第3の判定回路とが設けられた構成としてもよい。   In the MOPA type optical fiber laser of the present invention, a part of the laser light output from the optical fiber laser provided at the signal port connecting the output side of the optical fiber laser and the optical coupler is branched to the first branch port. And an optical coupler for branching return light from the optical coupler to the optical fiber laser to a second branch port, a second photodetector connected to the first branch port, and a second detector A second determination circuit that inputs a light intensity signal from a light detector and emits an abnormal signal to the excitation light source drive circuit when the light intensity received by the second light detector is lower than a certain intensity; A third photodetector connected to the second branch port, and a third detector for emitting an abnormal signal to the excitation light source driving circuit when the intensity of light received by the third photodetector is greater than a certain intensity. Judgment circuit It may be kicked configuration.

本発明のMOPA方式光ファイバレーザにおいて、前記励起光源駆動回路は、前記光ファイバレーザが出力されていない場合は、駆動信号を発することができないように構成されていることが好ましい。   In the MOPA optical fiber laser of the present invention, it is preferable that the excitation light source drive circuit is configured not to emit a drive signal when the optical fiber laser is not output.

本発明によれば、一旦出射したレーザ光が希土類添加光ファイバに戻り増幅されたASEによって励起光源などの構成部材がダメージを受けることを防止でき、安全性及び寿命を向上させた光ファイバレーザ、光ファイバ増幅器及びMOPA方式光ファイバレーザを提供することができる。   According to the present invention, an optical fiber laser that can prevent components such as a pumping light source from being damaged by ASE that has been amplified after the emitted laser light is returned to the rare earth-doped optical fiber, and has improved safety and life, An optical fiber amplifier and a MOPA optical fiber laser can be provided.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図4に示す。
本実施形態の光ファイバレーザ300は、レーザ媒質である希土類添加ダブルクラッドファイバ105と、該ファイバを光励起する複数の励起光源101と、各励起光源101からの励起ポート102を希土類添加ダブルクラッドファイバ105に結合して励起光を入射する光結合器103と、この光結合器103に設けられ希土類添加ダブルクラッドファイバ105から励起光源101側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポート302と、このモニタポート302に接続されて戻り光の強度を測定する光検出器301と、該光検出器301からの光強度信号351を入力し、光検出器301で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号352を発する判定回路310と、該判定回路310に接続され、異常信号352を受けない状態では励起光源101に駆動信号350を発して発光させ、異常信号352を受けた時点で駆動信号350をシャットダウンする機能を有する励起光源駆動回路311とを備えて構成されている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention is shown in FIG.
The optical fiber laser 300 of this embodiment includes a rare earth-doped double clad fiber 105 that is a laser medium, a plurality of pump light sources 101 that optically pump the fiber, and a pump port 102 from each pump light source 101. An optical coupler 103 that is coupled with the pumping light, and a monitor port 302 that is provided in the optical coupler 103 and transmits a part of the return light from the rare earth-doped double clad fiber 105 toward the pumping light source 101; A photodetector 301 connected to the monitor port 302 for measuring the intensity of the return light and a light intensity signal 351 from the photodetector 301 are input, and the light intensity received by the photodetector 301 is greater than a certain intensity. Then, a determination circuit 310 that emits an abnormal signal 352 is connected to the determination circuit 310, and the abnormal signal 352 is Only in the absence emit light emits a drive signal 350 to the excitation light source 101 is configured by a pump light source drive circuit 311 having a function of shutting down the drive signal 350 at the time of receiving the abnormal signal 352.

この希土類添加ダブルクラッドファイバ105は、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと、該コアを囲む第1クラッドと、該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有している。   The rare earth-doped double clad fiber 105 includes a core added with one or more selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first clad surrounding the core, A second cladding provided on the outside.

この希土類添加ダブルクラッドファイバ105の励起光入射側には、励起光は透過するがレーザ発振により生じたレーザ光は反射する高反射ミラー106が設けられるとともに、レーザ出力側には、レーザ発振により生じたレーザ光を大部分反射し一部透過する出力カプラ107が設けられ、前記高反射ミラー106と出力カプラ107間で共振器が構成されている。
また、希土類添加ダブルクラッドファイバ105の出力側には、アイソレータ108が設けられている。
The rare earth-doped double clad fiber 105 is provided with a high reflection mirror 106 that transmits excitation light but reflects laser light generated by laser oscillation on the excitation light incident side of the rare earth-doped double clad fiber 105, and is generated by laser oscillation on the laser output side. An output coupler 107 that reflects and partially transmits the laser light is provided, and a resonator is configured between the high reflection mirror 106 and the output coupler 107.
An isolator 108 is provided on the output side of the rare earth-doped double clad fiber 105.

光結合器103による励起ポート102と希土類添加ダブルクラッドファイバ105の結合方式は、端面入射方式あるいは側面入射方式のいずれであってもよいし、これらを併用してもよい。
励起光源101としては、レーザダイオード(LD)などが好適に用いられるが、これに限定されない。
The coupling method of the excitation port 102 and the rare earth-doped double clad fiber 105 by the optical coupler 103 may be either the end-face incidence method or the side-face incidence method, or may be used in combination.
A laser diode (LD) or the like is preferably used as the excitation light source 101, but is not limited thereto.

光検出器301は、例えば、モニタポート302を伝播してくるASEを受光して、受光した光強度が大きいほど高い電圧の電気信号を出力する機能を有するものが使用され、光通信分野等で従来公知の光検出器の中から適宜選択して使用し得る。この光検出器301は、モニタポート302を伝播してくるASEを受光すると、受光した光強度に応じた光強度信号351を出力し、その光強度信号は判定回路310へと送られる。   For example, a photodetector 301 having a function of receiving an ASE propagating through the monitor port 302 and outputting an electric signal having a higher voltage as the received light intensity increases is used in the optical communication field or the like. It can be appropriately selected from conventionally known photodetectors. When the photodetector 301 receives ASE propagating through the monitor port 302, it outputs a light intensity signal 351 corresponding to the received light intensity, and the light intensity signal is sent to the determination circuit 310.

励起光源駆動回路311は、励起光源101の駆動電流を決定する駆動信号350を出力しており、励起光源101は、この駆動信号350を受けて所定のパワーの励起光を出力する。レーザ発振時には、所望の強度のレーザ出力が得られるように駆動信号350が励起光源に送られる。   The excitation light source drive circuit 311 outputs a drive signal 350 that determines the drive current of the excitation light source 101. The excitation light source 101 receives the drive signal 350 and outputs excitation light with a predetermined power. At the time of laser oscillation, a drive signal 350 is sent to the excitation light source so that a laser output with a desired intensity can be obtained.

励起光源101が駆動信号350を受けて励起光を出力すると、レーザ発信が開始され、希土類添加ダブルクラッドファイバ105から出射されるASEが高反射ミラー106を通過し、光結合器103、励起ポート102を通過して励起光源101へと到達する。   When the excitation light source 101 receives the drive signal 350 and outputs the excitation light, laser transmission is started, and the ASE emitted from the rare earth-doped double clad fiber 105 passes through the high reflection mirror 106, and the optical coupler 103 and the excitation port 102. And the excitation light source 101 is reached.

本実施形態では、このような励起光源101に入射する光強度をモニタするため、モニタポート302及び光検出器301を設けてある。モニタポート302には、励起ポート102と同等の強度の光(ASE)が伝搬するので、モニタポート302に接続された光検出器301に入射する光強度を観測することで、励起光源101に入射する光強度を知ることができる。   In the present embodiment, a monitor port 302 and a photodetector 301 are provided in order to monitor the light intensity incident on such an excitation light source 101. Since light (ASE) having the same intensity as that of the excitation port 102 propagates to the monitor port 302, the light intensity incident on the photodetector 301 connected to the monitor port 302 is observed to enter the excitation light source 101. You can know the light intensity.

前述したように、励起光源101にある強度以上のレーザ光やASEが入射すると、励起光源101がダメージを受けるため、そのような強度の光が励起光源101に入射する場合、あるいはそのような強度に達する前に、直ちにレーザ発振を停止させることが必要である。   As described above, the excitation light source 101 is damaged when laser light or ASE having an intensity higher than a certain level is incident on the excitation light source 101. Therefore, when such intensity light is incident on the excitation light source 101, or such intensity It is necessary to stop the laser oscillation immediately before reaching.

従って、判定回路310では、光検出器301から送られてくる光強度信号351が予め設定された判定レベルと比較されており、光強度信号351のレベルが判定レベルに達した時点で、異常信号352を出力する。判定レベルは、例えば、励起光源101がダメージを受ける光強度を光検出器が受光した際に出力する電気信号のレベルよりも僅かに低いレベルに設定される。すなわち光検出器301で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号352が出力される。   Therefore, in the determination circuit 310, the light intensity signal 351 sent from the photodetector 301 is compared with a predetermined determination level, and when the level of the light intensity signal 351 reaches the determination level, an abnormal signal is detected. 352 is output. For example, the determination level is set to a level slightly lower than the level of the electric signal output when the photodetector receives the light intensity at which the excitation light source 101 is damaged. That is, when the intensity of light received by the photodetector 301 is greater than a certain intensity, an abnormal signal 352 is output.

判定回路310から出力された異常信号352は、励起光源駆動回路311へと送られ、励起光源駆動回路311は異常信号352を受けると直ちに駆動信号350をシャットダウンする。駆動信号350がシャットダウンされると、励起光源101から出射される励起光はなくなり、レーザ発振も停止するので、励起光源101に入射するASEもなくなり、励起光源101がダメージを受けるのを回避することができる。   The abnormal signal 352 output from the determination circuit 310 is sent to the excitation light source drive circuit 311. The excitation light source drive circuit 311 immediately shuts down the drive signal 350 when receiving the abnormal signal 352. When the drive signal 350 is shut down, no excitation light is emitted from the excitation light source 101 and laser oscillation is stopped, so that no ASE is incident on the excitation light source 101, and the excitation light source 101 is prevented from being damaged. Can do.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態を図5に示す。
本実施形態は、MOPA方式光ファイバレーザを構成した場合であり、MOである光ファイバレーザ100と、PAである光ファイバ増幅器400と、判定回路410と、励起光源駆動回路411とから構成されている。この光ファイバ増幅器400は、レーザ媒質である希土類添加ダブルクラッドファイバ205と、該ファイバを光励起する複数の励起光源201と、各励起光源201からの励起ポート102及び光ファイバレーザ100から発したレーザ光を伝播する信号ポート202を希土類添加ダブルクラッドファイバ205に結合する光結合器203とを有し、光ファイバレーザ100から出力されたレーザ光を増幅して出力するようになっている。さらに、この光ファイバ増幅器400は、励起ポート102のうちの一つのポートをモニタポート402とし、このモニタポート402には光検出器401が接続されている。光検出器401で測定される光強度信号451は、判定回路410に入力され、判定回路410は異常信号452を励起光源駆動回路411に対して出力できるように接続されている。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
This embodiment is a case where a MOPA type optical fiber laser is configured, and includes an optical fiber laser 100 that is an MO, an optical fiber amplifier 400 that is a PA, a determination circuit 410, and a pumping light source driving circuit 411. Yes. The optical fiber amplifier 400 includes a rare earth-doped double clad fiber 205 as a laser medium, a plurality of pumping light sources 201 for optically pumping the fiber, pumping ports 102 from the pumping light sources 201 and laser light emitted from the optical fiber laser 100. And an optical coupler 203 that couples the signal port 202 propagating to the rare earth-doped double clad fiber 205 to amplify and output the laser beam output from the optical fiber laser 100. Further, in the optical fiber amplifier 400, one of the excitation ports 102 is used as a monitor port 402, and a photodetector 401 is connected to the monitor port 402. The light intensity signal 451 measured by the photodetector 401 is input to the determination circuit 410, and the determination circuit 410 is connected so that the abnormal signal 452 can be output to the excitation light source drive circuit 411.

この希土類添加ダブルクラッドファイバ205は、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと、該コアを囲む第1クラッドと、該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有している。
この希土類添加ダブルクラッドファイバ205の出力側には、アイソレータ208が設けられている。
The rare earth-doped double clad fiber 205 includes a core doped with one or more selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first clad surrounding the core, A second cladding provided on the outside.
An isolator 208 is provided on the output side of the rare earth-doped double clad fiber 205.

光結合器203による励起ポート102及び信号ポート202と希土類添加ダブルクラッドファイバ205との結合方式は、端面入射方式あるいは側面入射方式のいずれであってもよいし、これらを併用してもよい。
励起光源201としては、レーザダイオード(LD)などが好適に用いられるが、これに限定されない。
The coupling method of the excitation port 102 and signal port 202 by the optical coupler 203 and the rare earth-doped double clad fiber 205 may be either an end-face incidence method or a side-incidence method, or may be used in combination.
A laser diode (LD) or the like is preferably used as the excitation light source 201, but is not limited thereto.

励起光源駆動回路411は、光ファイバレーザ100の励起光源の駆動電流を決定する第1の駆動信号350を出力しており、光ファイバレーザ100の励起光源101は、この第1の駆動信号350を受けて所定のパワーの励起光を出力すると共に、励起光源201の駆動電流を決定する第2の駆動信号450を出力し、光ファイバ増幅器400の励起光源201はこの第2の駆動信号450を受けて所定のパワーの励起光を出力するようになっている。   The excitation light source drive circuit 411 outputs a first drive signal 350 that determines the drive current of the excitation light source of the optical fiber laser 100, and the excitation light source 101 of the optical fiber laser 100 outputs the first drive signal 350. The pumping light having a predetermined power is received and the second driving signal 450 for determining the driving current of the pumping light source 201 is output, and the pumping light source 201 of the optical fiber amplifier 400 receives the second driving signal 450. The pumping light with a predetermined power is output.

光ファイバレーザ100は、第1の駆動信号350を受けてレーザ発振を開始し、レーザ光が信号ポート202、光結合器203を介して光ファイバ増幅器400の希土類添加ダブルクラッドファイバ205に入射される。一方、光ファイバ増幅器400は、第2の駆動信号450を受けて励起光源201から励起光が出力されており、この励起光は光結合器203を介して希土類添加ダブルクラッドファイバ205へと入射され、この希土類添加ダブルクラッドファイバ205のコアに添加された希土類イオンを励起している。従って、光ファイバレーザ100から出力され、光ファイバ増幅器400に入射されたレーザ光は、希土類添加ダブルクラッドファイバ205によって増幅され、高強度のレーザ光となって出力される。   The optical fiber laser 100 starts laser oscillation upon receiving the first drive signal 350, and the laser light is incident on the rare earth-doped double clad fiber 205 of the optical fiber amplifier 400 via the signal port 202 and the optical coupler 203. . On the other hand, the optical fiber amplifier 400 receives the second drive signal 450, and pumping light is output from the pumping light source 201, and this pumping light is incident on the rare earth-doped double clad fiber 205 via the optical coupler 203. The rare earth ions added to the core of the rare earth doped double clad fiber 205 are excited. Accordingly, the laser light output from the optical fiber laser 100 and incident on the optical fiber amplifier 400 is amplified by the rare earth-doped double clad fiber 205 and output as high-intensity laser light.

しかし、前述したように、一旦出力されたレーザ光が何らかの原因で反射して戻ってきた場合には、アイソレータ208を通過する際に一旦強度が落ちるものの、希土類添加ダブルクラッドファイバ205を通過することで再度増幅される。この増幅された反射光の強度は、出力されるレーザ光の強度と同等の強度になる可能性があり、そのような高強度のレーザ光が光結合器203に入射する。光結合器203に入射したレーザ光は、殆どが信号ポート202を介して光ファイバレーザ100に入射し、残りのレーザ光は各励起ポート102にほぼ均等に分配されて励起光源201に到達し、励起光源201に致命的なダメージを与える場合がある。   However, as described above, when the laser beam once output is reflected and returned for some reason, it passes through the rare-earth-doped double clad fiber 205 although the intensity once decreases when passing through the isolator 208. Is amplified again. The intensity of the amplified reflected light may be equal to the intensity of the output laser light, and such high-intensity laser light enters the optical coupler 203. Most of the laser light incident on the optical coupler 203 is incident on the optical fiber laser 100 via the signal port 202, and the remaining laser light is distributed almost evenly to each pumping port 102 to reach the pumping light source 201. In some cases, fatal damage may be given to the excitation light source 201.

本実施形態のMOPA方式の光ファイバレーザは、このような励起光源201に入射する光強度をモニタするため、モニタポート402及び光検出器401を設けている。モニタポート402には、励起ポート102と同等の強度の光が伝播するので、モニタポート402に接続された光検出器401に入射する光強度を観測することで、励起光源201に入射する光強度を知ることができる。   The MOPA optical fiber laser of the present embodiment is provided with a monitor port 402 and a photodetector 401 in order to monitor the light intensity incident on such an excitation light source 201. Since light having the same intensity as that of the excitation port 102 propagates to the monitor port 402, the light intensity incident on the excitation light source 201 is observed by observing the light intensity incident on the photodetector 401 connected to the monitor port 402. Can know.

光検出器401は、例えば、モニタポート402を伝播してくるASEを受光して、受光した光強度が大きいほど高い電圧の電気信号を出力する機能を有するものが使用され、光通信分野等で従来公知の光検出器の中から適宜選択して使用し得る。この光検出器401は、モニタポート402を伝播してくるASEを受光すると、受光した光強度に応じた光強度信号451を出力し、その光強度信号451は判定回路410へと送られる。   For example, a light detector 401 having a function of receiving an ASE propagating through the monitor port 402 and outputting an electric signal having a higher voltage as the received light intensity increases is used. It can be appropriately selected from conventionally known photodetectors. When the light detector 401 receives ASE propagating through the monitor port 402, it outputs a light intensity signal 451 corresponding to the received light intensity, and the light intensity signal 451 is sent to the determination circuit 410.

判定回路410は、図4に示した判定回路310と同じく、光検出器401から出力された光強度に応じた光強度信号451が判定レベルに達した時点で異常信号452を出力する。すなわち光検出器401で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号452が出力される。   Similar to the determination circuit 310 shown in FIG. 4, the determination circuit 410 outputs an abnormal signal 452 when the light intensity signal 451 corresponding to the light intensity output from the photodetector 401 reaches the determination level. That is, when the light intensity received by the light detector 401 becomes greater than a certain intensity, an abnormal signal 452 is output.

励起光源駆動回路404は異常信号452を受けると直ちに第2の駆動信号450をシャットダウンする。第2の駆動信号450がシャットダウンされると、励起光源201から出射される励起光はなくなり、光ファイバ増幅器400は、光ファイバレーザ100から出力されるレーザ光を増幅しなくなる。従って、光ファイバレーザ100から出力されたレーザ光は、光ファイバ増幅器400内で各構成部品の損失によってその強度を低下させながら伝播し、レーザ光として出力される。もしこのレーザ光の全てが反射光として光ファイバ増幅器400に戻ってきたとしても、アイソレータ208でそのほとんどが遮断される。わずかに透過した反射光も、希土類添加ダブルクラッドファイバ205で増幅されることは無いので、励起光源201がダメージを受けることは無くなる。   Upon receiving the abnormal signal 452, the excitation light source driving circuit 404 shuts down the second driving signal 450 immediately. When the second drive signal 450 is shut down, the pumping light emitted from the pumping light source 201 disappears, and the optical fiber amplifier 400 does not amplify the laser light output from the optical fiber laser 100. Accordingly, the laser light output from the optical fiber laser 100 is propagated in the optical fiber amplifier 400 while reducing its intensity due to the loss of each component, and is output as laser light. Even if all of the laser light returns to the optical fiber amplifier 400 as reflected light, most of the laser light is blocked by the isolator 208. Since the slightly transmitted reflected light is not amplified by the rare earth-doped double clad fiber 205, the excitation light source 201 is not damaged.

なお、第2の駆動信号450をシャットダウンしても、光ファイバレーザ100はレーザ発振を続けているため、レーザは出力される。このレーザ出力が危険な強度である場合には、光ファイバレーザ100の励起光源の出力を停止する手段を別途設けてもよい。   Even if the second drive signal 450 is shut down, the laser is output because the optical fiber laser 100 continues to oscillate. If this laser output has a dangerous intensity, a means for stopping the output of the excitation light source of the optical fiber laser 100 may be provided separately.

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態を図6に示す。
本実施形態は、MOPA方式の光ファイバレーザを構成した場合であり、基本的な構成は図5に示した第2実施形態の光ファイバレーザと同じく、MOである光ファイバレーザ100と、PAである光ファイバ増幅器400と、判定回路410と、励起光源駆動回路511とを備えて構成されている。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
This embodiment is a case where a MOPA type optical fiber laser is configured, and the basic configuration is the same as the optical fiber laser of the second embodiment shown in FIG. A certain optical fiber amplifier 400, a determination circuit 410, and a pumping light source driving circuit 511 are provided.

前述した通り、MOPA方式の光ファイバレーザの場合には、光ファイバレーザ100の故障や制御上、光ファイバレーザ100がレーザ光を出力していない状態、あるいは出力が低下している状態で、光ファイバ増幅器200,400だけが動作している状態になる場合があった。このような状況では、光ファイバ増幅器200,400中の希土類添加ダブルクラッドファイバ205から高強度のASEが光ファイバの両方向に向かって放出されており、やはり光結合器203を介して励起ポート102を通過し、励起光源201にダメージを与えてしまう場合がある。   As described above, in the case of the optical fiber laser of the MOPA system, the optical fiber laser 100 does not output laser light or the output is reduced due to failure or control of the optical fiber laser 100. In some cases, only the fiber amplifiers 200 and 400 are in operation. In such a situation, high-strength ASE is emitted in both directions of the optical fiber from the rare earth-doped double clad fiber 205 in the optical fiber amplifiers 200 and 400, and the pump port 102 is also passed through the optical coupler 203. In some cases, the excitation light source 201 may be damaged.

これを回避するため、本実施形態では、図5に示したMOPA方式の光ファイバレーザの構成に加えて、光ファイバレーザ100と光ファイバ増幅器400の間に、光ファイバレーザ100から出力されるレーザ光の一部を分岐するための光カプラ520が設けられ、さらに分岐されたレーザ光を受光する第2の光検出器501および第2の判定回路510が新たに設けられている。   In order to avoid this, in the present embodiment, in addition to the configuration of the MOPA type optical fiber laser shown in FIG. 5, a laser output from the optical fiber laser 100 between the optical fiber laser 100 and the optical fiber amplifier 400. An optical coupler 520 for branching a part of the light is provided, and a second photodetector 501 and a second determination circuit 510 for receiving the branched laser light are newly provided.

光ファイバレーザ100からのレーザ光の出力は、その一部が光カプラ520で分岐されており、その分岐された光が第2の光検出器501に入力される。第2の光検出器501は、例えば、受光した光強度が大きいほど高い電圧の電気信号を出力する機能を有するものが使用され、光通信分野等で従来公知の光検出器の中から適宜選択して使用し得る。この第2の光検出器501は、光カプラ520で分岐されたレーザ光を受光すると、受光した光強度に応じた光強度信号551を出力し、その光強度信号551は第2の判定回路510へと送られる。   A part of the output of the laser light from the optical fiber laser 100 is branched by the optical coupler 520, and the branched light is input to the second photodetector 501. As the second photodetector 501, for example, one having a function of outputting an electric signal having a higher voltage as the received light intensity is increased, and is appropriately selected from conventionally known photodetectors in the optical communication field or the like. And can be used. When the second photodetector 501 receives the laser beam branched by the optical coupler 520, the second photodetector 501 outputs a light intensity signal 551 corresponding to the received light intensity, and the light intensity signal 551 is output from the second determination circuit 510. Sent to.

第2の判定回路510では、第2の光検出器501から送られてくる光強度信号551を、あらかじめ設定された判定レベルと比較し、光強度信号551のレベルが判定レベルに達した時点で、励起光源駆動回路511に対して異常信号552を出力する。   The second determination circuit 510 compares the light intensity signal 551 sent from the second photodetector 501 with a predetermined determination level, and when the level of the light intensity signal 551 reaches the determination level. The abnormal signal 552 is output to the excitation light source driving circuit 511.

判定レベルは、例えば、光ファイバレーザ100のレーザ出力が励起光源201にダメージを与えるような光強度まで低下した場合に、第2の光検出器501が受光した際に出力する電気信号のレベルよりもわずかに高いレベルに設定される。すなわち、光ファイバレーザ100のレーザ出力がある一定の光強度まで低下した際に、第2の判定回路510から異常信号552が出力される。励起光源駆動回路511は、この異常信号552を受けると、直ちに駆動信号550をシャットダウンする。駆動信号550がシャットダウンされると、励起光源201から出射される励起光はなくなるため、希土類添加ダブルクラッドファイバ205から発生するASEもなくなり、励起光源201がダメージを受けるのを回避することができる。   The determination level is, for example, based on the level of an electric signal output when the second photodetector 501 receives light when the laser output of the optical fiber laser 100 decreases to a light intensity that damages the excitation light source 201. Also set to a slightly higher level. That is, when the laser output of the optical fiber laser 100 decreases to a certain light intensity, the abnormal signal 552 is output from the second determination circuit 510. Upon receiving this abnormal signal 552, the excitation light source drive circuit 511 immediately shuts down the drive signal 550. When the drive signal 550 is shut down, no pump light is emitted from the pump light source 201, so that no ASE is generated from the rare earth-doped double clad fiber 205, and damage to the pump light source 201 can be avoided.

一方で、光ファイバレーザ100の出力が無い場合あるいは低下している場合には、正常に動作している時と比べ、希土類添加ダブルクラッドファイバ205から出射されるASEの強度が大きくなる。ASEの強度が大きくなると、光結合器203を介して励起光源201に入射する光強度が大きくなり、励起光源201にダメージを与える。従って、モニタポート402を伝播する光強度をモニタし、第2の実施形態と同様の動作原理をもって励起光源201がダメージを受けるのを回避することができる。すなわち、光検出器401で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号452が出力され、励起光源駆動回路511はこの異常信号452を受けると、直ちに駆動信号550をシャットダウンする。レーザ駆動信号550がシャットダウンされると、励起光源201から出射される励起光はなくなるため、希土類添加ダブルクラッドファイバ205から発生するASEもなくなり、励起光源201がダメージを受けるのを回避することができる。   On the other hand, when there is no output from the optical fiber laser 100 or when the output is reduced, the intensity of the ASE emitted from the rare earth-doped double clad fiber 205 is higher than when the optical fiber laser 100 is operating normally. When the intensity of ASE increases, the intensity of light incident on the excitation light source 201 via the optical coupler 203 increases, and the excitation light source 201 is damaged. Therefore, the intensity of light propagating through the monitor port 402 is monitored, and the pumping light source 201 can be prevented from being damaged by the same operation principle as that of the second embodiment. That is, when the intensity of light received by the light detector 401 becomes greater than a certain intensity, an abnormal signal 452 is output, and when the excitation light source drive circuit 511 receives this abnormal signal 452, the drive signal 550 is immediately shut down. When the laser drive signal 550 is shut down, the pumping light emitted from the pumping light source 201 disappears, so that no ASE is generated from the rare earth-doped double clad fiber 205, and the pumping light source 201 can be prevented from being damaged. .

ここで、励起光源駆動回路511は、異常信号452あるいは異常信号552のいずれか一方でも受けた場合に駆動信号550をシャットダウンするようになっている。   Here, the excitation light source driving circuit 511 shuts down the driving signal 550 when receiving either the abnormal signal 452 or the abnormal signal 552.

また、動作上、光ファイバレーザ100がレーザ光を出力する(すなわち光ファイバレーザ100の励起光源が励起光を出力する)よりも先に光ファイバ増幅器400の励起光源201が励起光を出力すると、やはり希土類添加ダブルクラッドファイバ205から高強度のASEが発生するため励起光源201がダメージを受ける可能性がある。従って、図示しない制御回路によって、駆動信号350が出力された後に、駆動信号550が出力されるように、もしくは駆動信号350がない場合は駆動信号550が出力されないように制御することが好ましい。   In operation, when the excitation light source 201 of the optical fiber amplifier 400 outputs the excitation light before the optical fiber laser 100 outputs the laser light (that is, the excitation light source of the optical fiber laser 100 outputs the excitation light), Again, since high-intensity ASE is generated from the rare earth-doped double clad fiber 205, the excitation light source 201 may be damaged. Therefore, it is preferable to perform control so that the drive signal 550 is output after the drive signal 350 is output by a control circuit (not shown), or when the drive signal 350 is not output, the drive signal 550 is not output.

[第4実施形態]
本発明の第3実施形態を図6に示す。
本実施形態は、MOPA方式光ファイバレーザを構成した場合であり、基本的な構成は図6に示した第3実施形態の光ファイバレーザと同様であるが、図6において光ファイバレーザ100から出力されるレーザ光の一部を分岐するための光カプラ520を、光ファイバレーザ100から出力されるレーザ光の一部を分岐するための第1の分岐ポート621と光ファイバ増幅器400から光ファイバレーザ100へと入射される光の一部も分岐するための第2の分岐ポート622を有する光カプラ620に置き換えている。さらに、第2の分岐ポートには、第3の光検出器601が接続され、この第3の光検出器601からの光強度信号651は第3の判定回路610に入力され、異常がある場合にはこの第3の判定回路610から励起光源駆動回路511に対して異常信号652が出力されるようになっている。
[Fourth Embodiment]
A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
This embodiment is a case where a MOPA system optical fiber laser is configured, and the basic configuration is the same as that of the optical fiber laser of the third embodiment shown in FIG. 6, but the output from the optical fiber laser 100 in FIG. An optical coupler 520 for branching a part of the laser light to be output, an optical fiber laser from the first branch port 621 for branching a part of the laser light output from the optical fiber laser 100 and the optical fiber amplifier 400 A part of the light incident on 100 is also replaced with an optical coupler 620 having a second branch port 622 for branching. Further, when the third branching port is connected to the third photodetector 601 and the light intensity signal 651 from the third photodetector 601 is input to the third determination circuit 610, there is an abnormality. The third determination circuit 610 outputs an abnormal signal 652 to the excitation light source drive circuit 511.

前述した通り、図7に示したようなMOPA方式の光ファイバレーザにおいては、一旦出射されたレーザ光が何らかの原因で反射した光が戻ってきた場合、この戻り光はアイソレータ208を通過する際に、一旦強度が落ちるものの、希土類添加ダブルクラッドファイバ205を通過することで再度増幅される。この増幅された反射光の強度は、出力されるレーザ光の強度と同等の強度になる可能性がある。そして増幅された反射光のほとんどは信号ポート202を介して光ファイバレーザ100へと入射され、光ファイバレーザ100の光学部品や励起光源にダメージを与える。   As described above, in the MOPA type optical fiber laser as shown in FIG. 7, when the light reflected once for some reason returns, this return light passes through the isolator 208. Although the intensity once decreases, it is amplified again by passing through the rare earth-doped double clad fiber 205. There is a possibility that the intensity of the amplified reflected light is equivalent to the intensity of the output laser light. Then, most of the amplified reflected light is incident on the optical fiber laser 100 through the signal port 202 and damages the optical components and the excitation light source of the optical fiber laser 100.

これを回避するために、本実施形態では、光ファイバレーザ100と光ファイバ増幅器400の間に前記光カプラ620を設け、その第2の分岐ポート622に光ファイバ増幅器400から光ファイバレーザ100へと入射される光の一部が出力されるようにし、さらにこの第2の分岐ポート622に第3の光検出器601を接続することで、光ファイバ増幅器400から光ファイバレーザ100へと入射される光強度をモニタすることができる構成としている。   In order to avoid this, in this embodiment, the optical coupler 620 is provided between the optical fiber laser 100 and the optical fiber amplifier 400, and the second branch port 622 is connected from the optical fiber amplifier 400 to the optical fiber laser 100. A part of the incident light is output, and the third optical detector 601 is connected to the second branch port 622 so that the optical fiber amplifier 400 enters the optical fiber laser 100. The light intensity can be monitored.

第3の光検出器601は、例えば、受光した光強度が大きいほど高い電圧の電気信号を出力する機能を有するものが使用され、光通信分野等で従来公知の光検出器の中から適宜選択して使用し得る。この第3の光検出器601は、光カプラ620で分岐されたレーザ光を受光すると、受光した光強度に応じた光強度信号651を出力し、その光強度信号651は第3の判定回路610へと送られる。   As the third photodetector 601, for example, one having a function of outputting an electric signal having a higher voltage as the received light intensity is increased, and is appropriately selected from conventionally known photodetectors in the optical communication field or the like. And can be used. When the third photodetector 601 receives the laser beam branched by the optical coupler 620, the third photodetector 601 outputs a light intensity signal 651 corresponding to the received light intensity, and the light intensity signal 651 is output from the third determination circuit 610. Sent to.

第3の判定回路610では、第3の光検出器601から送られてくる光強度信号651を、あらかじめ設定された判定レベルと比較し、光強度信号651のレベルが判定レベルに達した時点で、励起光源駆動回路511に対して異常信号652を出力する。   The third determination circuit 610 compares the light intensity signal 651 transmitted from the third photodetector 601 with a predetermined determination level, and when the level of the light intensity signal 651 reaches the determination level. The abnormal signal 652 is output to the excitation light source driving circuit 511.

判定レベルは、例えば、光ファイバレーザ100の光学部品や励起光源がダメージを受ける光強度を光検出器が受光した際に出力する電気信号のレベルよりもわずかに低いレベルに設定される。すなわち第3の光検出器601で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号652が出力される。   For example, the determination level is set to a level slightly lower than the level of the electrical signal output when the photodetector receives the light intensity at which the optical component or the excitation light source of the optical fiber laser 100 is damaged. That is, when the intensity of light received by the third photodetector 601 becomes greater than a certain intensity, an abnormal signal 652 is output.

第3の判定回路610から出力された異常信号652は、励起光源駆動回路511へと送られ、励起光源駆動回路511は異常信号652を受けると、直ちに駆動信号550をシャットダウンする。駆動信号550がシャットダウンされると、希土類添加光ファイバ205による増幅が行われないので、例え反射光が戻ってきたとしても、光結合器203に到達する反射光の強度は非常に低くなる。したがって、光ファイバレーザ100の光学部品や励起光源がダメージを受けるのを回避することができる。   The abnormal signal 652 output from the third determination circuit 610 is sent to the excitation light source driving circuit 511. Upon receiving the abnormal signal 652, the excitation light source driving circuit 511 immediately shuts down the driving signal 550. When the drive signal 550 is shut down, amplification by the rare earth-doped optical fiber 205 is not performed, so that even if the reflected light returns, the intensity of the reflected light reaching the optical coupler 203 becomes very low. Therefore, it is possible to avoid damage to the optical components of the optical fiber laser 100 and the excitation light source.

また、励起光源駆動回路511は、異常信号452、552、652のいずれか一つでも入力されれば駆動信号550をシャットダウンするようになっている。   The excitation light source drive circuit 511 shuts down the drive signal 550 if any one of the abnormal signals 452, 552, 652 is input.

従来の光ファイバレーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional optical fiber laser. 従来の別な光ファイバレーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows another conventional optical fiber laser. 従来のMOPA方式の光ファイバレーザを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional optical fiber laser of a MOPA system. 本発明の第1実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100,110,300…光ファイバレーザ、101,201…励起光源、102…励起ポート、103,111,203…光結合器、104…出射ポート、105,205…希土類添加ダブルクラッドファイバ(希土類添加光ファイバ)、106…高反射ミラー、107…出力カプラ、108,208…アイソレータ、202…信号ポート、301,401,501,601…光検出器、302…モニタポート、310,410,510,610…判定回路、311,411,511…励起光源駆動回路、350,450,550…駆動信号、351,451,551,651…光強度信号、352,452,552,652…異常信号、520,620…光カプラ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,110,300 ... Optical fiber laser, 101, 201 ... Excitation light source, 102 ... Excitation port, 103, 111, 203 ... Optical coupler, 104 ... Outlet port, 105, 205 ... Rare earth addition double clad fiber (rare earth addition light) Fiber), 106 ... high reflection mirror, 107 ... output coupler, 108, 208 ... isolator, 202 ... signal port, 301, 401, 501, 601 ... photodetector, 302 ... monitor port, 310, 410, 510, 610 ... Determination circuit, 311, 411, 511... Excitation light source drive circuit, 350, 450, 550... Drive signal, 351, 451, 551, 651 ... light intensity signal, 352, 452, 552, 652, abnormal signal, 520, 620. Optical coupler.

Claims (13)

少なくともレーザ媒質である希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを光励起する複数の励起光源と、各励起光源からの励起光を合わせて希土類添加光ファイバに入射する光結合器とを有し、希土類添加光ファイバに励起光を入射してレーザ発振を行う光ファイバレーザにおいて、
前記光結合器に、希土類添加光ファイバから励起光源側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポートが設けられ、且つ該モニタポートを伝播する戻り光の強度を測定し、該光強度が所定値を超えた場合に前記励起光源の出力を減じて戻り光の増幅を防止する励起光源制御手段が設けられたことを特徴とする光ファイバレーザ。
A rare earth-doped optical fiber that is at least a laser medium, a plurality of pumping light sources that optically pump the rare earth-doped optical fiber, and an optical coupler that combines the pumping light from each pumping light source and enters the rare earth-doped optical fiber, In an optical fiber laser that oscillates by entering pump light into a rare earth-doped optical fiber
The optical coupler is provided with a monitor port through which a part of the return light traveling from the rare earth-doped optical fiber toward the pumping light source is propagated, and the intensity of the return light propagating through the monitor port is measured. An optical fiber laser, characterized in that an excitation light source control means is provided for reducing the output of the excitation light source to prevent amplification of return light when a predetermined value is exceeded.
前記励起光源制御手段が、前記モニタポートに接続され前記戻り光の強度を測定する光検出器と、該光検出器からの光強度信号を入力し、光検出器で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号を発する判定回路と、該判定回路に接続され、異常信号を受けない状態では前記励起光源に駆動信号を発して発光させ、異常信号を受けた時点で駆動信号をシャットダウンする励起光源駆動回路とを有することを特徴とする請求項1に記載の光ファイバレーザ。   A light detector connected to the monitor port for measuring the intensity of the return light; a light intensity signal received from the light detector; and a light intensity received by the light detector. A determination circuit that emits an abnormal signal when it becomes larger, and an excitation that is connected to the determination circuit, emits a drive signal to the excitation light source to emit light when not receiving the abnormal signal, and shuts down the drive signal when the abnormal signal is received The optical fiber laser according to claim 1, further comprising a light source driving circuit. 前記希土類添加光ファイバが、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと該コアを囲む第1クラッドと該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有する希土類添加ダブルクラッドファイバであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバレーザ。   The rare earth-doped optical fiber is provided on one or more cores selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first clad surrounding the core, and an outer side of the first clad. 3. The optical fiber laser according to claim 1, wherein the optical fiber laser is a rare earth-doped double clad fiber having a second cladding. 前記希土類添加光ファイバの励起光入射側に、励起光は透過するがレーザ発振により生じたレーザ光は反射する高反射ミラーが設けられるとともに、希土類添加光ファイバのレーザ出力側に、レーザ発振により生じたレーザ光を大部分反射し一部透過する出力カプラが設けられ、前記高反射ミラーと出力カプラ間で共振器が構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバレーザ。   A high-reflection mirror is provided on the excitation light incident side of the rare earth-doped optical fiber to reflect the laser light generated by laser oscillation but to the laser output side of the rare earth-doped optical fiber. The light according to claim 1, wherein an output coupler that substantially reflects and partially transmits the laser beam is provided, and a resonator is configured between the high-reflection mirror and the output coupler. Fiber laser. 少なくとも光増幅媒質である希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを光励起する複数の励起光源と、各励起光源からの励起光及び信号光を合わせて希土類添加光ファイバに入射する光結合器とを有し、前記信号光を希土類添加光ファイバ内で光増幅して出力する光ファイバ増幅器において、
前記光結合器に、希土類添加光ファイバから励起光源側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポートが設けられ、且つ該モニタポートを伝播する戻り光の強度を測定し、該光強度が所定値を超えた場合に前記励起光源の出力を減じて戻り光の増幅を防止する励起光源制御手段が設けられたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
A rare earth-doped optical fiber that is at least an optical amplifying medium; a plurality of pumping light sources that optically pump the rare earth-doped optical fiber; In an optical fiber amplifier that amplifies and outputs the signal light in a rare earth-doped optical fiber,
The optical coupler is provided with a monitor port through which a part of the return light traveling from the rare earth-doped optical fiber toward the pumping light source is propagated, and the intensity of the return light propagating through the monitor port is measured. An optical fiber amplifier characterized in that pumping light source control means for reducing the output of the pumping light source to prevent amplification of return light when a predetermined value is exceeded is provided.
前記励起光源制御手段が、前記モニタポートに接続され前記戻り光の強度を測定する光検出器と、該光検出器からの光強度信号を入力し、光検出器で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号を発する判定回路と、該判定回路に接続され、異常信号を受けない状態では前記励起光源に駆動信号を発して発光させ、異常信号を受けた時点で駆動信号をシャットダウンする励起光源駆動回路とを有することを特徴とする請求項5に記載の光ファイバ増幅器。   A light detector connected to the monitor port for measuring the intensity of the return light; a light intensity signal received from the light detector; and a light intensity received by the light detector. A determination circuit that emits an abnormal signal when it becomes larger, and an excitation that is connected to the determination circuit, emits a drive signal to the excitation light source to emit light when not receiving the abnormal signal, and shuts down the drive signal when the abnormal signal is received 6. The optical fiber amplifier according to claim 5, further comprising a light source driving circuit. 前記希土類添加光ファイバが、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと該コアを囲む第1クラッドと該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有する希土類添加ダブルクラッドファイバであることを特徴とする請求項5又は6に記載の光ファイバ増幅器。   The rare earth-doped optical fiber is provided on one or more cores selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first clad surrounding the core, and an outer side of the first clad. 7. The optical fiber amplifier according to claim 5, wherein the optical fiber amplifier is a rare earth-doped double clad fiber having a second clad. 希土類添加光ファイバに励起光を入射してレーザ発振を行う光ファイバレーザと、少なくともレーザ媒質である希土類添加光ファイバと、該希土類添加光ファイバを光励起する複数の励起光源と、各励起光源からの励起光及び前記光ファイバレーザから発したレーザ光を合わせて希土類添加光ファイバに入射する光結合器とを有し、前記光ファイバレーザから発したレーザ光を増幅して出力するMOPA方式光ファイバレーザにおいて、
前記光結合器に、希土類添加光ファイバから励起光源側に向かう戻り光の一部が伝播されるモニタポートが設けられ、且つ該モニタポートを伝播する戻り光の強度を測定し、該光強度が所定値を超えた場合に前記励起光源の出力を減じて戻り光の増幅を防止する励起光源制御手段が設けられたことを特徴とするMOPA方式光ファイバレーザ。
An optical fiber laser that oscillates by entering pump light into a rare earth-doped optical fiber, at least a rare earth-doped optical fiber that is a laser medium, a plurality of pump light sources that optically pump the rare earth-doped optical fiber, A MOPA optical fiber laser having an optical coupler that combines pumping light and laser light emitted from the optical fiber laser and enters the rare-earth-doped optical fiber, and amplifies and outputs the laser light emitted from the optical fiber laser In
The optical coupler is provided with a monitor port through which a part of the return light traveling from the rare earth-doped optical fiber toward the pumping light source is propagated, and the intensity of the return light propagating through the monitor port is measured. A MOPA type optical fiber laser characterized in that pumping light source control means is provided for reducing amplification of return light by reducing the output of the pumping light source when a predetermined value is exceeded.
前記励起光源制御手段が、前記モニタポートに接続され前記戻り光の強度を測定する光検出器と、該光検出器からの光強度信号を入力し、光検出器で受光する光強度がある強度より大きくなると異常信号を発する判定回路と、該判定回路に接続され、異常信号を受けない状態では前記励起光源に駆動信号を発して発光させ、異常信号を受けた時点で駆動信号をシャットダウンする励起光源駆動回路とを有することを特徴とする請求項8に記載のMOPA方式光ファイバレーザ。   A light detector connected to the monitor port for measuring the intensity of the return light; a light intensity signal received from the light detector; and a light intensity received by the light detector. A determination circuit that emits an abnormal signal when it becomes larger, and an excitation that is connected to the determination circuit, emits a drive signal to the excitation light source to emit light when not receiving the abnormal signal, and shuts down the drive signal when the abnormal signal is received 9. The MOPA optical fiber laser according to claim 8, further comprising a light source driving circuit. 前記希土類添加光ファイバが、Yb,Er,Ho,Tmからなる群から選択される1種又は2種以上が添加されたコアと該コアを囲む第1クラッドと該第1クラッドの外側に設けられた第2クラッドとを有する希土類添加ダブルクラッドファイバであることを特徴とする請求項8又は9に記載のMOPA方式光ファイバレーザ。   The rare earth-doped optical fiber is provided on one or more cores selected from the group consisting of Yb, Er, Ho, and Tm, a first clad surrounding the core, and an outer side of the first clad. 10. The MOPA optical fiber laser according to claim 8, wherein the MOPA optical fiber laser is a rare earth-doped double clad fiber having a second cladding. 前記光ファイバレーザの出力側と前記光結合器とを結ぶ信号ポートに設けられ光ファイバレーザから出力されるレーザ光の一部を分岐する光カプラと、該光カプラの分岐ポートに接続された第2の光検出器と、第2の光検出器からの光強度信号を入力し、第2の光検出器で受光する光強度が一定の強度より低くなると前記励起光源駆動回路に対して異常信号を発する第2の判定回路とが設けられたことを特徴とする請求項9又は10に記載のMOPA方式光ファイバレーザ。 An optical coupler provided at a signal port connecting the output side of the optical fiber laser and the optical coupler and branching a part of the laser light output from the optical fiber laser, and a first coupler connected to the branch port of the optical coupler When the light intensity signal from the second light detector and the second light detector is input and the light intensity received by the second light detector becomes lower than a certain intensity, an abnormal signal is output to the excitation light source drive circuit. The MOPA type optical fiber laser according to claim 9 or 10 , further comprising a second determination circuit that emits light. 前記光ファイバレーザの出力側と前記光結合器とを結ぶ信号ポートに設けられ光ファイバレーザから出力されるレーザ光の一部を第1の分岐ポートに分岐するとともに、前記光結合器から前記光ファイバレーザに向かう戻り光を第2の分岐ポートに分岐する光カプラと、前記第1の分岐ポートに接続された第2の光検出器と、第2の光検出器からの光強度信号を入力し、第2の光検出器で受光する光強度が一定の強度より低くなると前記励起光源駆動回路に対して異常信号を発する第2の判定回路と、前記第2の分岐ポートに接続された第3の光検出器と、第3の光検出器で受光する光強度が一定の強度より大きくなると前記励起光源駆動回路に対して異常信号を発する第3の判定回路とが設けられたことを特徴とする請求項〜11のいずれかに記載のMOPA方式光ファイバレーザ。 A part of the laser light output from the optical fiber laser provided at a signal port connecting the output side of the optical fiber laser and the optical coupler is branched to a first branch port, and the light is output from the optical coupler. An optical coupler for branching return light directed to the fiber laser to a second branch port, a second photodetector connected to the first branch port, and a light intensity signal from the second photodetector are input. When the intensity of light received by the second photodetector becomes lower than a certain intensity, a second determination circuit that issues an abnormal signal to the excitation light source driving circuit and a second determination port connected to the second branch port And a third determination circuit for generating an abnormal signal to the excitation light source driving circuit when the intensity of light received by the third photodetector is greater than a certain intensity. claim 9-11 noise and A MOPA optical fiber laser as described above. 前記励起光源駆動回路は、前記光ファイバレーザが出力されていない場合は、駆動信号を発することができないように構成されていることを特徴とする請求項〜12のいずれかに記載のMOPA方式光ファイバレーザ。 The MOPA system according to any one of claims 9 to 12, wherein the pumping light source driving circuit is configured not to emit a driving signal when the optical fiber laser is not output. Fiber optic laser.
JP2005227659A 2005-08-05 2005-08-05 Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser Active JP4699131B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005227659A JP4699131B2 (en) 2005-08-05 2005-08-05 Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005227659A JP4699131B2 (en) 2005-08-05 2005-08-05 Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007042981A JP2007042981A (en) 2007-02-15
JP4699131B2 true JP4699131B2 (en) 2011-06-08

Family

ID=37800664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005227659A Active JP4699131B2 (en) 2005-08-05 2005-08-05 Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4699131B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015072198A1 (en) 2013-11-14 2015-05-21 株式会社フジクラ Fiber laser device
DE102017220254A1 (en) 2016-11-16 2018-05-17 Fanuc Corporation laser device
CN112362313A (en) * 2021-01-11 2021-02-12 深圳市星汉激光科技股份有限公司 Light path testing system and method for return light resistance of laser chip

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5103908B2 (en) 2007-01-04 2012-12-19 住友電気工業株式会社 Optical module
CN101682163B (en) 2007-05-18 2011-10-05 株式会社藤仓 Fiber laser
AU2008268087B2 (en) 2007-06-27 2012-09-06 Fujikura Ltd. Fiber laser having superior resistance to reflection light
JP5114388B2 (en) * 2007-06-29 2013-01-09 株式会社フジクラ Optical amplifier, fiber laser, and reflected light removal method
CN101946377B (en) 2008-02-19 2012-11-07 株式会社藤仓 Optical fiber laser
JP2010171260A (en) 2009-01-23 2010-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Pulse modulation method and optical fiber laser
JP5713541B2 (en) 2009-04-09 2015-05-07 株式会社メガオプト Pulse generation method and laser light source device
JP2010262993A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Mitsubishi Cable Ind Ltd Fiber laser, and optical combiner and optical fiber used therefor
WO2010132405A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Ofs Fitel Llc Filter fiber for use in raman lasing applications and techniques for manufacturing same
KR101695703B1 (en) * 2009-12-04 2017-01-13 한국전자통신연구원 laser generator
CN102130416B (en) 2010-01-15 2014-09-10 株式会社美加奥普托 Laser apparatus
JP5595740B2 (en) * 2010-01-15 2014-09-24 株式会社メガオプト Laser equipment
JP5049412B2 (en) * 2010-03-26 2012-10-17 株式会社フジクラ Laser equipment
JP2012059746A (en) * 2010-09-06 2012-03-22 Fujikura Ltd Fiber laser and laser beam machine
JP5677467B2 (en) 2011-01-18 2015-02-25 古河電気工業株式会社 Fiber laser apparatus and positioning method of laser beam irradiation position
JP2013055283A (en) * 2011-09-06 2013-03-21 Fujikura Ltd High power pulse light generator
JP6093511B2 (en) * 2012-04-18 2017-03-08 株式会社フジクラ Pulse fiber laser device and pulse light output control method
JP5671706B2 (en) * 2012-05-17 2015-02-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fiber laser oscillator
JP6276969B2 (en) * 2013-11-06 2018-02-07 株式会社フジクラ Stokes light detection method for optical fiber for amplification, and fiber laser device using the same
CN110676679B (en) 2014-07-04 2022-08-09 古河电气工业株式会社 Optical fiber laser device
SE540592C2 (en) * 2015-06-01 2018-10-02 Serstech Ab Raman spectroscopy system using a tuneable lens
JP6339603B2 (en) 2016-01-28 2018-06-06 ファナック株式会社 Machine learning apparatus, laser apparatus, and machine learning method for learning laser processing start condition
KR101797146B1 (en) * 2017-01-04 2017-11-15 한국전자통신연구원 laser generator
JP6680809B2 (en) 2018-01-09 2020-04-15 ファナック株式会社 Fiber laser device and machine learning device
US11287722B2 (en) 2018-05-14 2022-03-29 Civan Advanced Technologies, Ltd Laser beams methods and systems
JP6744369B2 (en) 2018-08-08 2020-08-19 ファナック株式会社 Laser equipment
JP6817270B2 (en) * 2018-10-10 2021-01-20 株式会社フジクラ Laser device, resin deterioration detection method, and optical power detection method
CN111912605B (en) * 2020-07-01 2022-09-20 苏州创鑫激光科技有限公司 Detection system and method for semiconductor pump source
WO2022239435A1 (en) * 2021-05-14 2022-11-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Luminescent system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730178A (en) * 1993-06-24 1995-01-31 Mitsubishi Electric Corp Optical fiber amplifier and amplification characteristic measuring device of optical fiber amplifier
JPH095806A (en) * 1995-06-19 1997-01-10 Hitachi Cable Ltd Optical amplifier
JPH10200175A (en) * 1997-01-08 1998-07-31 Fujitsu Ltd Optical fiber assembly and optical amplifying coupler
JP2001068766A (en) * 1999-08-25 2001-03-16 Nec Corp Optical fiber amplifying device
JP2002372636A (en) * 2001-06-13 2002-12-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High-intensity light transmission system, fiber fuse prohibiting member used for high-intensity light transmission system and method of manufacturing fiber fuse prohibiting member

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730178A (en) * 1993-06-24 1995-01-31 Mitsubishi Electric Corp Optical fiber amplifier and amplification characteristic measuring device of optical fiber amplifier
JPH095806A (en) * 1995-06-19 1997-01-10 Hitachi Cable Ltd Optical amplifier
JPH10200175A (en) * 1997-01-08 1998-07-31 Fujitsu Ltd Optical fiber assembly and optical amplifying coupler
JP2001068766A (en) * 1999-08-25 2001-03-16 Nec Corp Optical fiber amplifying device
JP2002372636A (en) * 2001-06-13 2002-12-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High-intensity light transmission system, fiber fuse prohibiting member used for high-intensity light transmission system and method of manufacturing fiber fuse prohibiting member

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015072198A1 (en) 2013-11-14 2015-05-21 株式会社フジクラ Fiber laser device
DE102017220254A1 (en) 2016-11-16 2018-05-17 Fanuc Corporation laser device
CN108075348A (en) * 2016-11-16 2018-05-25 发那科株式会社 Laser aid
CN108075348B (en) * 2016-11-16 2019-06-14 发那科株式会社 Laser aid
US10637205B2 (en) 2016-11-16 2020-04-28 Fanuc Corporation Laser device
CN112362313A (en) * 2021-01-11 2021-02-12 深圳市星汉激光科技股份有限公司 Light path testing system and method for return light resistance of laser chip
CN112362313B (en) * 2021-01-11 2021-04-23 深圳市星汉激光科技股份有限公司 Light path testing system and method for return light resistance of laser chip

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007042981A (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4699131B2 (en) Optical fiber laser, optical fiber amplifier, MOPA optical fiber laser
JP5185929B2 (en) Fiber laser
US8351111B2 (en) Cascaded raman fiber laser system based on filter fiber
US5659644A (en) Fiber light source with multimode fiber coupler
JP5198292B2 (en) Fiber laser with excellent reflected light resistance
JP5323562B2 (en) Cascade Raman laser
JP2009212441A (en) Pump combiner
JP2014033098A (en) Fiber laser device
JP4848836B2 (en) Photoactive device
JP4910328B2 (en) Optical amplification device and laser light source device
US6597494B2 (en) Polarization maintaining optical fiber amplifier and optical amplifier
JP6734683B2 (en) Optical monitor device and laser device
JP5794237B2 (en) Laser equipment
JP2013197332A (en) Optical circuit device
US11835776B2 (en) Filter device and laser apparatus
JP5331950B2 (en) Optical fiber laser light source
US7724424B2 (en) Optical module and optical amplification module
JP5398804B2 (en) Fiber laser equipment
JP5014640B2 (en) Multimode fiber, optical amplifier and fiber laser
JP2008040252A (en) Optical module
JP5202820B2 (en) Optical coupler, fiber laser and optical fiber amplifier
JP2014216497A (en) Optical circuit device
JP2007294534A (en) Optical module
JP2018129389A (en) Fiber laser
JP2006222352A (en) Optical fiber laser and optical fiber amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080612

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110302

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4699131

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250