JP5810268B2 - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はファイバレーザに用いる光ファイバの構成に関し、特にはダブルクラッドファイバの融着リコート構造を有する光ファイバおよびこれを用いたファイバレーザ並びに光ファイバの製造方法に関する。

一般的なファイバレーザの構造は、励起光源、レーザ発振用の光ファイバおよび光ファイバの両端に設置され共振器を構成するＦＢＧミラーからなり、それぞれの光ファイバは融着接続されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ファイバレーザにおける、ダブルクラッドファイバの融着接続部のリコート構造としては、２本の光ファイバの端を融着接続して形成する融着接続部を低屈折率樹脂でリコートして補強スリーブで被覆する技術や略円錐形状のリコート部を形成する技術などが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

ファイバレーザの光回路構成において、励起光を消失させることなく可能な限りの高効率で発振用の光ファイバまで伝搬させるという技術は、必須の技術である。この技術により「高い光−光変換効率」や「光漏洩防止による信頼性向上」が実現し、ファイバレーザから所定の光出力の出力光を最小限の入力光（励起光）を投入することで得られるので信頼性の高い光ファイバに関連する商品が生み出される。

ところで、励起光がダブルクラッドファイバを伝搬し、発振用の光ファイバに到るまでに発生する励起光消失の原因は、主に以下の２つの原因によることは明らかである。

第一は、石英ファイバの融着部が滑らかでない場合に発生する、ファイバを伝播する光の融着部での散乱であるが、これはほぼ同じ直径の石英ファイバを用い、それらを融着するだけで簡単に防ぐことができる。

第二は、融着部やＦＢＧ書き込み部分に低屈折率樹脂をリコートした部分で発生するファイバを伝播する光の散乱である。

リコートされた樹脂クラッドは、線引時に安定形成された樹脂クラッドと比べ、石英ファイバとの付着が弱く、界面に微小な散乱が発生してしまう。発明者の実験によると、リコート前に石英ファイバ表面を十分に清掃しても、２０ｍｍ長さあたり１％程度の散乱損失が生じることが確認されている。

従来の技術における一般的なファイバレーザ構造では、励起光を導入するファイバとアクティブファイバである発振用の光ファイバとの間に、ＦＢＧを融着接続して挿入している。したがって、従来のファイバレーザ構造では、ＦＢＧのリコート部分、ＦＢＧ両端の融着部分のリコート部分が存在し、リコート部の長さを最小限にする観点は記載されていない。

また同様に、従来の技術における融着接続部のリコート構造を形成する技術は、リコート材やリコート樹脂形状を改善し、励起光散乱を抑えるという技術である。しかしながら、融着部のリコート１箇所を行うのにリコート部の長さを最小限にする観点は記載されていない。また、特許文献２の実施例１に記載の通り、融着部１箇所をリコートするのに、標準的な値である約４０ｍｍをリコートしていることからも、リコート部の長さを最小限にする観点は示されていない。

特開２０１０−２３８７０９号公報 特開２００９−１１５９１８号公報 特開２００５−０１０２４２号公報

本発明は、リコート部の総合長を最小限にすることにより、励起光の散乱による消失を最少にすることが可能な光ファイバ、および、これを用いたファイバレーザ並びに光ファイバの製造方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の光ファイバは、コアガラスにＦＢＧミラーが書き込まれた樹脂被覆のないＦＢＧファイバと、上記ＦＢＧファイバの一端に第１の接続部を介して接続される第１の光ファイバと、上記ＦＢＧファイバの他端に第２の接続部を介して接続される第２の光ファイバと、を備えている。そして、本発明の光ファイバは、少なくとも上記ＦＢＧファイバとこれを挟む上記第１の接続部および上記第２の接続部とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートした融着リコート部を有する構成からなる。

この構成により、接続される元の光ファイバのそれぞれを単独でリコートするのに比べ、融着リコート部の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。また、接続部や融着リコート部を冷却するための放熱部品も３箇所から１箇所に集約でき、部品のコストダウンや装置の小型化に寄与することができる。

また、本発明の光ファイバの製造方法は、ミラー領域形成ステップと、第１の接続ステップと、第２の接続ステップと、リコートステップと、を備えた方法からなる。ここで、ミラー領域形成ステップは、ＦＢＧファイバの一端を被覆が除去された状態でコアガラスにＦＢＧミラーを書き込み、ミラー領域を形成する。第１の接続ステップは、ＦＢＧファイバをミラー領域の外側で、かつ、被覆が除去されている領域で、かつ前記ミラー領域の中央部から１０ｍｍ以内の位置で垂直クリーブを行うことで第１のクリーブ端を形成し、第１のクリーブ端に第１の光ファイバを融着接続し第１の接続部を形成する。第２の接続ステップは、第１の接続ステップの後に、ＦＢＧファイバをミラー領域のもう一方の外側で、かつ、被覆が除去されている領域で、かつ前記ミラー領域の中央部から１０ｍｍ以内の位置で垂直クリーブを行うことで第２のクリーブ端を形成し、第２のクリーブ端に第２の光ファイバを融着接続し第２の接続部を形成する。リコートステップは、少なくともミラー領域と全長２０ｍｍ以下のＦＢＧファイバとこれを挟む第１の接続部および第２の接続部とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートする。

この方法により、製造した光ファイバは、接続される元の光ファイバのそれぞれを単独でリコートするのに比べ、融着リコート部の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

また、本発明のファイバレーザは、励起光を伝播させる励起光導入ファイバと、上記記載のＦＢＧミラーを含む光ファイバと、発振用の光ファイバと、低反射率のＦＢＧミラーを含む光ファイバと、を備え、ＦＢＧミラーと低反射率のＦＢＧミラーとで発振用の光ファイバを挟んでレーザ共振器を構成している。

この構成により、融着リコート部から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

図１は、本発明の光ファイバを用いたファイバレーザの全体構成図である。 図２は、本発明の光ファイバの要部である一括融着リコート部の詳細構成を示す拡大断面図である。 図３は、本発明の光ファイバを用いたファイバレーザの実施例に対し効果を比較するための従来構成からなる比較例の全体構成図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図１は、本発明の光ファイバを用いたファイバレーザの全体構成図である。図２は、本発明の光ファイバの要部である一括で融着した融着リコート部３００の詳細構成を示す拡大断面図である。

図１に示すように、複数個設けられた励起用レーザダイオード１より出射された励起光（図示せず）は、励起光カプラ２を介して励起光導入ファイバ３に導かれる。励起光導入ファイバ３は、励起光を伝搬するためのダブルクラッドファイバである。

コア部に希土類元素が添加されたダブルクラッドファイバである発振ファイバ５が設置され、その励起光入力側には高反射ＦＢＧ１０１が書き込まれた高反射ＦＢＧファイバ４、他端には低反射ＦＢＧ１０２が書き込まれた低反射ＦＢＧファイバ６が設けられている。発振ファイバ５は、高反射ＦＢＧファイバ４と低反射ＦＢＧファイバ６との挟まれることによりレーザ共振器を形成し、入力された励起光によってレーザ発振が起こる。

発振したレーザ光は低反射ＦＢＧ１０２から出射され、低反射ＦＢＧファイバ６の一端に融着された発振光を出射する出射ファイバ７を伝わって出射端８より出力される。

それぞれのファイバは接続部で融着されリコートされている。

すなわち、励起光導入ファイバ３と高反射ＦＢＧファイバ４は融着部２０１で融着されている。高反射ＦＢＧファイバ４と発振ファイバ５は融着部２０２で融着されている。融着に際し、励起光導入ファイバ３と高反射ＦＢＧファイバ４の融着点近傍や各ファイバの融着点近傍は当初の被覆を除去している。

一括で融着した融着リコート部３００は、高反射ＦＢＧファイバ４の全長と、励起光導入ファイバ３の融着部２０１近傍の被覆除去部と、発振ファイバ５の融着部２０２近傍の被覆除去部とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂、例えばシリコーン樹脂等により一括でリコートしている。

発振ファイバ５と低反射ＦＢＧファイバ６は融着部２０３で融着され、リコート部３０３でリコートされている。低反射ＦＢＧファイバ６と出射ファイバ７は融着部２０４で融着され、リコート部３０４でリコートされている。

図２を用いて、本実施の形態１の光ファイバの融着リコート部３００の詳細構成を説明する。

本実施の形態１の光ファイバの融着リコート部３００は、図２に示すようにコア４１に高反射ＦＢＧ１０１を高反射ミラーとして書き込んだ被覆のない１本の短尺の高反射ＦＢＧファイバ４の両端に、励起光導入ファイバ３と発振ファイバ５を融着接続している。高反射ＦＢＧファイバ４と励起光導入ファイバ３または発振ファイバ５とは、それぞれ融着部２０１、２０２を含む第１の接続部２１１と第２の接続部２１２とを形成している。その後、高反射ＦＢＧ１０１を含む高反射ＦＢＧファイバ４と融着部２０１、２０２を含む第１の接続部２１１と第２の接続部２１２に、石英の屈折率以下の屈折率をもつ低屈折率樹脂を被覆し硬化させ、一括して融着する融着リコート部３００を形成する。

すなわち、本実施の形態１の光ファイバは、コアガラスにＦＢＧミラーが書き込まれた樹脂被覆のないＦＢＧファイバ４と、ＦＢＧファイバ４の一端に第１の接続部２１１を介して接続される第１の光ファイバ、ここでは励起光導入ファイバ３と、ＦＢＧファイバ４の他端に第２の接続部２１２を介して接続される第２の光ファイバ、ここでは発振ファイバ５と、を備えている。そして、本実施の形態１の光ファイバは、少なくともＦＢＧファイバ４とこれを挟む第１の接続部２１１および第２の接続部２１２とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートした融着リコート部３００を有する構成からなる。

この構成により、接続される元の光ファイバのそれぞれを単独でリコートするのに比べ、融着リコート部３００の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部３００から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。また、第１の接続部２１１、第２の接続部２１２や融着リコート部３００を冷却するための放熱部品も３箇所から１箇所に集約でき、部品のコストダウンや装置の小型化に寄与することができる。

一般に、ファイバ融着機でファイバを融着する場合、各ファイバ端の被覆を約２０ｍｍ除去しなければ融着接続できない。従って、一箇所の融着部にはそれぞれのファイバの被覆除去長２０ｍｍ×２＝４０ｍｍの被覆除去長が発生する。

本実施の形態１の光ファイバでは、融着時に生じてリコートが避けられない２０ｍｍの被覆除去部に、別途リコートを必要とするはずであったＦＢＧ部分を隣接して持ってきてリコートする。これにより、融着によるリコートとＦＢＧ書込みによる３回のリコートを１回に省略し、リコート長さも最小限にできる。

つまり、本実施の形態１の光ファイバは、融着後のリコート２箇所分と、ＦＢＧ書込み後のリコート１箇所を、５０ｍｍ程度の１箇所に集約し、その集約部分を一括リコートすることで、リコート長の短縮と工程の短縮を同時に達成するものである。

本実施の形態１において、高反射ＦＢＧファイバ４のもととなるファイバは、感光性のコア４１と、石英クラッド４２と、第２クラッド（図示せず）と、を備えたものである。ここで、感光性のコア４１は、Ｇｅ等の感光性材料を添加され発振波長においてシングルモード動作する構造を備えている。石英クラッド４２は、コア４１の周囲に配置された石英ガラスで第１クラッドとなるものである。第２クラッドは、さらに第１クラッドの周囲に配置された低屈折率樹脂からなるものである。したがって、高反射ＦＢＧファイバ４のもととなるファイバは、ごく一般的な公知のダブルクラッド型感光性光ファイバ（例えば、Ｎｕｆｅｒｎ社製ＦＵＤ−３３８６ファイバ）を用いることが可能である。

一般に高反射ＦＢＧファイバ４のコア４１に高反射ミラーとして高反射ＦＢＧ１０１を書き込む場合、ＦＢＧを書き込むファイバの被覆を除去してから高反射ＦＢＧ１０１を書き込む。そのため、本実施の形態１で説明した高反射ＦＢＧファイバ４は、この被覆除去状態のものをそのまま使用することができ、ＦＢＧ書込み部へのリコートを行うコストを削減出来るというメリットもある。

なお、低反射ＦＢＧファイバ６も上述の高反射ＦＢＧファイバ４と同一の構成を有している。ただし、被覆除去状態でＦＢＧを書き込み後にリコートされている。

励起光導入ファイバ３は前述の高反射ＦＢＧファイバ４から感光性コアガラスを取り除いた構造のファイバである。よって、石英ガラスで形成された石英コア３２と、その周辺に配置された低屈折率の被覆樹脂３３からなるものである。なお、一般的には高反射ＦＢＧファイバ４の感光性コアガラスの存在を無視することで、高反射ＦＢＧファイバ４と同じファイバを励起光導入ファイバ３として使用することも可能である。

発振ファイバ５は、コア部にＹｂなどの希土類元素がドープされた希土類ドープコアダブルクラッドファイバ（例えば、Ｎｕｆｅｒｎ社製ＳＭ−ＹＤＦ−７／２１０ファイバ）を用いることが可能である。その構成は、希土類元素がドープされたコア５１を備え、その周囲に配置された石英ガラスで第１クラッドとなる石英クラッド５２と、さらにその周囲に配置された低屈折率樹脂からなる第２クラッドである被覆樹脂５３を備える。

図２に示すように、励起光導入ファイバ３の融着部２０１近傍では被覆樹脂３３は除去されている。また、発振ファイバ５の融着部２０２近傍では被覆樹脂５３は除去されている。励起光導入ファイバ３の融着部２０１近傍、発振ファイバ５の融着部２０２近傍および高反射ＦＢＧファイバなどの係る部位全体を石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートすることにより、融着リコート部３００を形成する。

すなわち、本実施の形態１の光ファイバは、ＦＢＧファイバ４と、第１の光ファイバ（ここでは、励起光導入ファイバ３）と、第２の光ファイバ（ここでは、発振ファイバ５）と、を備えている。ここで、ＦＢＧファイバ４は、コアガラスにＦＢＧミラーが書き込まれた樹脂被覆のないファイバである。第１の光ファイバは、ＦＢＧファイバ４の一端に第１の接続部２１１を介して接続されるファイバである。第２の光ファイバは、ＦＢＧファイバの他端に第２の接続部２１２を介して接続されるファイバである。そして、本実施の形態１の光ファイバは、少なくともＦＢＧファイバ４とこれを挟む第１の接続部２１１および第２の接続部２１２とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートした融着リコート部３００を有する構成からなる。

この構成により、接続される元の光ファイバのそれぞれを単独でリコートするのに比べ、融着リコート部３００の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部３００から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。また、接続部２１１、２１２や融着リコート部３００を冷却するための放熱部品も３箇所から１箇所に集約でき、部品のコストダウンや装置の小型化に寄与することができる。

次に本実施の形態１の出射ファイバ７は、図１に示す高反射ＦＢＧファイバ４、発振ファイバ５および低反射ＦＢＧファイバ６に低損失で接続できる石英ファイバである。一般的には高反射ＦＢＧファイバ４や低反射ＦＢＧファイバ６と同じファイバを出射ファイバ７として使用することも可能である。

但し、その場合、低反射ＦＢＧファイバ６と出射ファイバ７の融着部２０４のリコート部３０４には、石英より高屈折率の樹脂を用いて、残留する励起光を樹脂に漏洩させ、ファイバから除去することが好ましい。

本実施の形態１の光ファイバの融着リコート構造を実施するには、リコート部長さを極力最小にすることが肝要である。これには被覆除去して短尺化した高反射ＦＢＧファイバ４を極力短くする必要がある。具体的には高反射ＦＢＧ１０１を中心に両側１０ｍｍ以下の寸法（全長で２０ｍｍ以下）に短尺化することで、本発明の効果を明らかに確認する事が出来る。

すなわち、高反射ＦＢＧファイバ４は、ＦＢＧミラー（ここでは、高反射ＦＢＧ）が書き込まれたミラー領域より外側を垂直クリーブして形成されたクリーブ端（ここでは、融着部２０１）に第１の光ファイバが融着される。そして、ミラー領域のもう一方の外側を垂直クリーブして形成されたクリーブ端（ここでは、融着部２０２）に第２の光ファイバが融着されることにより、樹脂被覆のない短尺のＦＢＧファイバ４とした構成としてもよい。

この構成により、融着リコート部３００の長さを非常に小さくすることができるので、融着リコート部３００から励起光が散乱消失する量も最小化される。これにより、励起光対出力光の変換効率がさらに向上できる。

但し、高反射ＦＢＧファイバ４を最初から数ｍｍに切断してしまうと、融着器にセットできないため、常に片端には別の光ファイバが融着接続された姿で扱う点に本発明の特長がある。

具体的には短尺化する前の高反射ＦＢＧファイバ４を高反射ＦＢＧ１０１が形成された部分から数ｍｍ離れた位置で垂直クリーブし、そのクリーブ端、例えば融着部２０２に発振ファイバ５を最適なコア調心方法を用いながら融着接続して第１の接続部２１１とする。その後、高反射ＦＢＧ１０１を挟んで反対側も同様に扱い、高反射ＦＢＧ１０１から数ｍｍの位置で垂直クリーブし、このクリーブ端、例えば融着部２０１と励起光導入ファイバ３を融着して第２の接続部２１２とし短尺化するという手順で扱うことが望ましい。

すなわち、本実施の形態１の光ファイバの製造方法は、ミラー領域形成ステップと、第１の接続ステップと、第２の接続ステップと、リコートステップと、を備えた方法からなる。ここで、ミラー領域形成ステップは、光ファイバの一端を被覆が除去された状態でコアガラスにＦＢＧミラー（ここでは、高反射ＦＢＧ１０１）を書き込み、ミラー領域を形成する。第１の接続ステップは、光ファイバ（ここでは、高反射ＦＢＧファイバ４）をミラー領域の外側で、かつ、被覆が除去されている領域で垂直クリーブを行うことで第１のクリーブ端（ここでは、融着部２０１）を形成し、第１のクリーブ端に第１の光ファイバ（ここでは、励起光導入ファイバ３）を融着接続し第１の接続部２１１を形成する。第２の接続ステップは、光ファイバ（ここでは、高反射ＦＢＧファイバ４）をミラー領域のもう一方の外側で、かつ、被覆が除去されている領域で垂直クリーブを行うことで第２のクリーブ端（ここでは、融着部２０２）を形成し、第２のクリーブ端に第２の光ファイバ（ここでは、発振ファイバ５）を融着接続し第２の接続部２１２を形成する。リコートステップは、少なくともミラー領域とＦＢＧファイバ４とこれを挟む第１の接続部２１１および第２の接続部２１２とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートする方法としている。

この方法により、製造した光ファイバは、接続される元の光ファイバのそれぞれを単独でリコートするのに比べ、融着リコート部３００の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部３００から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

この場合にリコートする長さは、数ｍｍに短尺化されたＦＢＧファイバ４の全長と、融着のために被覆除去した励起光導入ファイバ３の先端と発振ファイバ５の先端の被覆除去長約２０ｍｍの合計であり、長くても約６０ｍｍ以下にすることができる。

融着リコート部３００は、励起光導入ファイバ３や発振ファイバ５と同じ低屈折率の樹脂（例えば大日本インキ工業社製ＯＰ−３８Ｚ）でリコートし、金属ケース等に収納することで漏洩光による発熱を放熱しながら使用することが好ましい。

また、本実施の形態１のファイバレーザは、励起光を伝播させる励起光導入ファイバ３と、上述のＦＢＧミラー（ここでは、高反射ＦＢＧ１０１）を含む光ファイバ（ここでは、高反射ＦＢＧファイバ４）と、発振用の光ファイバ（ここでは、発振ファイバ５）と、低反射率のＦＢＧミラーを含む光ファイバ（ここでは、低反射ＦＢＧファイバ６）と、を備えている。そして、本実施の形態１のファイバレーザは、ＦＢＧミラーと低反射率のＦＢＧミラー（ここでは、低反射ＦＢＧ１０２）とで発振用の光ファイバを挟んでレーザ共振器を構成している。

この構成により、融着リコート部３００から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

なお、本発明に使用されるダブルクラッドファイバの第一クラッド断面は円形に限らず、楕円形、多角形、Ｄ型等の非円形を用いても同様の効果が得られる。

本発明に使用されるリコート樹脂は紫外線硬化型アクリレート樹脂に限らず、低屈折率のシリコーン樹脂を用いても同様の効果が得られ、扱いも比較的容易である。

ファイバレーザにおいて、本発明の一括融着リコート構造を使用することにより、該発振ファイバに有効に励起光が届けられ、励起光−発振出力光の変換効率が向上する。

また、第１の光ファイバと第２の光ファイバの少なくともいずれかが、コア部に希土類元素が添加されたダブルクラッドファイバで構成されていてもよい。この構成により、ＦＢＧファイバと発振ファイバとを一括でリコートすることができ、融着リコート部の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

また、ＦＢＧファイバに書き込まれたＦＢＧミラーが高反射のＦＢＧミラーであり、第１の光ファイバと第２の光ファイバの少なくともいずれかが、希土類元素を励起する励起光を伝搬するためのダブルクラッドファイバで構成されていてもよい。この構成により、ＦＢＧファイバと励起光導入ファイバとを一括でリコートすることができ、融着リコート部の長さを非常に小さくすることができる。これにより、融着リコート部から励起光が散乱消失する量も最小化されるので、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

また、リコート樹脂が石英の屈折率よりも低屈折率のシリコーン樹脂である構成としてもよい。この構成により、融着リコート部を形成することがさらに容易となり、かつ、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

また、融着リコート部が、直線状に配置され、放熱用金属部品に収納されている構成としてもよい。この構成により、融着リコート部の長さを最小化し、励起光対出力光の変換効率が向上できる。

図１および図２の構成を備えた本実施の形態１のファイバレーザおよび光ファイバで具体的に実施例として実験を行った。この実施例の詳細と励起光透過率の測定結果について記載する。

励起用レーザダイオード１としてＪＤＳＵ社Ｌ４−９８９１５１０−１００Ｃのレーザダイオードを１９個使用し、励起光カプラ２としてｌｉｇｈｔｃｏｍｍ社１９×１コンバイナを使用した。

励起光導入ファイバ３、被覆除去して短尺化した高反射ＦＢＧファイバ４、低反射ＦＢＧファイバ６、出射ファイバ７にはＮｕｆｅｒｎ社製ＦＵＤ−３３８６ファイバを使用した。

発振ファイバ５には、Ｎｕｆｅｒｎ社製ＳＭ−ＹＤＦ−７／２１０ファイバ５０ｍを、φ１５０ｍｍのアルミリールに巻いて放熱しながら使用した。

被覆除去して短尺化した高反射ＦＢＧファイバ４の全長は１５ｍｍ、融着リコート部３００の長さは５５ｍｍであった。ＦＢＧの中心波長は１０９０ｎｍとした。

出射ファイバ７と低反射ＦＢＧファイバとの融着部２０４を覆うリコート部３０４には高屈折率シリコーン樹脂として信越化学工業製ＯＦ−１８２を使用し、残留励起光を除去した。

これらを用いて図１の様な光回路を形成し、電流１０Ａで励起用レーザダイオード１を発振させて発振ファイバ５を励起し、ファイバレーザを発振させたところ、出力光として１１５Ｗが得られた。

カットバックして解体しながら各部位での光出力を測定したところ、融着リコート部３００の直下では、励起光の強度として１９０Ｗが得られた。

更に、励起光導入ファイバ３の途中での励起光出力を測定すると、１９４Ｗが得られた。

以上より、融着リコート部３００の励起光透過率は、（１９０Ｗ／１９４Ｗ）×１００＝約９７．９％と確認された。

また、発振効率は、（１１５Ｗ／１９０Ｗ）×１００＝約６０．５％と確認された。リコート部の放熱部品は１０ｍｍ×１０ｍｍ×６０ｍｍの部品が１個で済んだ。

この結果より、融着リコート部３００の長さを非常に小さくすることができ、融着リコート部３００から励起光が散乱消失する量も最小化されたため、励起光対出力光の変換効率が向上できたと考えられる。また、融着リコート部３００を冷却するための放熱部品も３箇所から１箇所に集約できたので、部品のコストダウンや装置の小型化に寄与することができる。

（比較例）
従来技術に相当するファイバレーザを構成し上記の実施例と効果を比較した。かかる構成を図３に示す。図３は、従来構成からなる比較例の全体構成図である。

図３において、図１の融着リコート部３００に代わるところは以下のとおりである。

高反射ＦＢＧファイバ４０では、高反射率のミラーとしての高反射ＦＢＧ１０１を書き込んだ後、そのままリコートを行って使用している。本発明の特徴的な構成のように短尺化は行わない。かかるリコート部４００の長さは約２０ｍｍであった。

励起光導入ファイバ３と高反射ＦＢＧファイバ４０は、融着部２０１で融着し、リコート部３０１でリコートしている。リコート部３０１の長さは約４０ｍｍであった。高反射ＦＢＧファイバ４０と発振ファイバ５は、融着部２０２で融着し、リコート部３０２でリコートしている。リコート部３０２の長さは約４０ｍｍであった。

以上のように、励起光導入ファイバ３と高反射ＦＢＧファイバ４０の融着部２０１のリコート部３０１のリコート長が約４０ｍｍである。高反射ＦＢＧファイバ４０と発振ファイバ５の融着部２０２のリコート部３０２のリコート長が約４０ｍｍで、高反射ＦＢＧ１０１のリコート部４００のリコート長が約２０ｍｍである。したがって、図３に示すように励起光導入ファイバ３と発振ファイバ５との間には合計で３箇所のリコート部が存在し、そのリコート長の合計は約１００ｍｍに達した。

用いた光ファイバと光部品は全て図１の実施例１と同じ品名の物を使用した。この構成のファイバレーザにおいて、電流１０Ａで励起用レーザダイオード１を発振させ、ファイバレーザを発振させたところ、出力光として１０９Ｗが得られた。

カットバックして解体しながら各部位での光出力を測定したところ、高反射ＦＢＧファイバ４０と発振ファイバ５の融着部２０２のリコート部３０２の直下では、励起光の強度として１８４Ｗが得られた。

更に、励起光導入ファイバ３の途中での励起光出力を測定すると、１９４Ｗが得られた。

以上より、３箇所のリコート部３０１、４００、３０２の励起光透過率は、（１８４Ｗ／１９４Ｗ）×１００＝約９４．８％と確認された。本実施の形態１の励起光透過率は、約９７．９％であることから、比較例では３％程度低いことがわかる。

また、発振効率は、（１０９Ｗ／１８４Ｗ）×１００＝約５９．２％と確認された。本実施の形態１の発振効率は、約６０．５％であることから、比較例では１．３％程度低いことがわかる。

比較例では、３つのリコート部３０１、３０２、４００が、それぞれの長さが約４０ｍｍ、約２０ｍｍ、約４０ｍｍと大きく、互いに離れていて一体となっていない。したがって、リコート部３０１、３０２、４００の放熱部品は１０ｍｍ×１０ｍｍ×６０ｍｍの部品が３個必要だった。

以上のように、リコート長を最小限にすることにより励起光対出力光の変換効率が向上した。また、融着接続部やリコート部を冷却するための放熱部品も３箇所から１箇所に集約でき、部品のコストダウンや装置の小型化に寄与することができた。

本発明の光ファイバは、ダブルクラッドファイバ伝搬光の伝搬効率を向上せしめるものであり、ファイバレーザに用いる光ファイバの融着リコート構造として有用である。

１ 励起用レーザダイオード
２ 励起光カプラ
３ 励起光導入ファイバ
４，４０ 高反射ＦＢＧファイバ
５ 発振ファイバ
６ 低反射ＦＢＧファイバ
７ 出射ファイバ
８ 出射端
３２ 石英コア
３３ 被覆樹脂
４１ コア
４２ 石英クラッド
５１ コア
５２ 石英クラッド
５３ 被覆樹脂
１０１ 高反射ＦＢＧ
１０２ 低反射ＦＢＧ
２０１，２０２，２０３，２０４ 融着部
２１１ 第１の接続部
２１２ 第２の接続部
３００ 融着リコート部
３０１，３０２，３０３，３０４，４００ リコート部

Claims (1)

1. 長尺の感光性コアを有するＦＢＧファイバの一端を被覆が除去された状態でコアガラスにＦＢＧミラーを書き込み、ミラー領域を形成するミラー領域形成ステップと、
   前記ＦＢＧファイバを前記ミラー領域の外側で、かつ、被覆が除去されている領域で、かつ前記ミラー領域の中央部から１０ｍｍ以内の位置で垂直クリーブを行うことで第１のクリーブ端を形成し、前記第１のクリーブ端に第１の光ファイバを融着接続し第１の接続部を形成する第１の接続ステップと、
   前記第１の接続ステップの後に、前記ＦＢＧファイバを前記ミラー領域のもう一方の外側で、かつ、被覆が除去されている領域で、かつ前記ミラー領域の中央部から１０ｍｍ以内の位置で垂直クリーブを行うことで第２のクリーブ端を形成し、前記第２のクリーブ端に第２の光ファイバを融着接続し第２の接続部を形成する第２の接続ステップと、
   少なくとも前記ミラー領域と全長２０ｍｍ以下の前記ＦＢＧファイバとこれを挟む前記第１の接続部および前記第２の接続部とを、石英の屈折率より小さい屈折率をもつリコート樹脂により一括でリコートするリコートステップと、を備えた光ファイバの製造方法。

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