JP6069350B2 - 分配モード吸収体を有する高出力ファイバレーザシステム - Google Patents
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Description
12 コア
13 アクティブファイバ
14 クラッド
16 保護シース
18 ファイバ
20 CMS
21 ファイバ
22、22’ 端部領域
23 コア
25 クラッド
30 保護シース
31 ホスト材料
32、32’ 先細又は遷移領域
33 添加剤
34 中央領域
38 コーティング
46 CMS
52 コア
100 システム
125 発振器
150 増幅器
175 ポンプ
Claims (26)
- コア、前記コアを取り囲む少なくとも1つの導波クラッド、及び、前記クラッド上にコーティングされ、かつ、前記クラッドの平面内で終端する開口部を規定する不連続面を有するポリマー製シースで構成されたパッシブファイバと、
前記クラッドの露出した部分をカバーするように前記開口部を充填するクラッドモードストリッパ(CMS)であって、前記CMSが損傷する熱閾値よりも低い温度で前記CMSを加熱している最大限に放散した光の出力で、前記CMSの全長に沿ってMM光の前記クラッドからの略均一な除去を行うように構成されているクラッドモードストリッパ(CMS)と、
を含み、
前記CMSは、前記クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有するホスト材料と、前記ホスト材料中に含浸させられ、前記MM光を散乱させる複数のディフューザと、を含んでおり、前記MM光は前記CMSに入射するので、前記MM光の除去が前記CMSの全長に沿って略均一に分配されることを特徴とする高出力ファイバレーザシステムのためのクラッドモードストリッパ(CMS)ユニット。 - 前記ディフューザは、前記CMSを提供するように選択された濃度で含浸させられ、前記CMSが全長を有し、前記全長が、最大限に放散した出力で長さに沿って均一なMM光の前記クラッドからの除去を行うよう最適に寸法設計された請求項1に記載のCMSユニット。
- ホスト材料がシリコーンを含み、ディフューザが酸化アルミニウム粒子を含む請求項1に記載のCMSユニット。
- 前記パッシブファイバは、隣接した中央の均一に寸法設計された領域と先細の領域とを有しており、前記先細の領域は、少なくとも部分的に前記CMSと同じ長さに広がっており、かつ、前記CMSを提供するように選択された円錐角を有しており、前記CMSが全長を有し、前記全長は、最大限に放散した出力で前記MM光の除去が長さに沿って略均一に分配されるように最適に寸法設計されている請求項1に記載のCMSユニット。
- 前記パッシブファイバがさらに、第1の端部領域と第2の端部領域とを有しており、前記第1の端部領域は一方の先細領域に隣接しており、他方の先細領域は前記第2の端部領域と中央領域とをつないでおり、前記CMSは均一に寸法設計された前記中央領域と前記第1の端部領域との間に延在している請求項4に記載のCMSユニット。
- 前記第1の端部領域及び前記第2の端部領域はそれぞれ、前記中央領域の横断面よりも小さい横断面を有しており、前記第1の端部領域及び前記第2の端部領域は、均一又は異なる構成を有しており、前記先細領域は均一または不均一に構成されている請求項5に記載のCMSユニット。
- 前記一方の先細領域は、前記他方の先細領域よりも長い請求項6に記載のCMSユニット。
- 前記円錐角は、前記CMSが低開口数モードの前記MM光を除去する働きをするよう選択された請求項4に記載のCMSユニット。
- 前記CMSの下流に配置され、前記CMSによって取り除かれなかった前記MM光の残留部分を局所的に除去する働きをする吸収体をさらに含む請求項1に記載のCMSユニット。
- 複数のパッシブファイバを有するファイバレーザシステムのためのクラッドモード吸収体ユニットを製造する方法であって、それぞれのパッシブファイバは、コアと、前記コアを取り囲み、望ましくないマルチモード(MM)光を誘導できる少なくとも1つのクラッドと、前記クラッド上のポリマー製シースと、で構成されており、前記方法が、
前記シースの一部を所望の位置で取り除き、それによって前記クラッドの長さを露出するために開口部を前記シースに形成するステップと、
クラッドモードストリッパ(CMS)を最適な長さで構成するステップであって、前記長さが、前記開口部の内部の前記クラッドに適用されると、前記CMSが損傷する熱閾値よりも低い最大限に放散した光の出力で前記MM光を前記最適な長さに沿って略均一に除去するよう前記CMSが働くように寸法設計されているステップと、
を含み、
前記クラッドモードストリッパ(CMS)を最適な長さで構成するステップが、
前記クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有するホスト材料を供給するステップと、
前記ホスト材料に、光を散乱させるディフューザを含浸するステップと、
前記ディフューザの濃度を、最適な長さを有する前記CMSを提供するように選択するステップであって、前記長さにわたって前記ディフューザは、最大限に放散した光の出力で前記MM光を略均一に散乱させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記ホスト材料がシリコーンを含み、前記ディフューザがAL2O3粒子を含む請求項10に記載の方法。
- 前記パッシブファイバの提供が、均一に構成された中央領域を有する前記コア及びクラッドの線引きを含み、前記中央領域の一端から所望の円錐角で延在する少なくとも1つの先細領域は、最適な長さを有する前記CMSを提供するよう選択された請求項10に記載の方法。
- 前記円錐角が、前記MM光の低開口数(LNA)モードの角度を、前記LNAモードが前記クラッドから除去される所望の角度まで増大させるように選択される請求項12に記載の方法。
- 前記パッシブファイバの供給が、離間した第1の端部領域及び第2の端部領域を有する前記コア及びクラッドの線引きを含み、前記第1の端部領域は一方の先細領域に隣接し、他方の先細領域は前記第2の端部領域と中央端部領域とをつないでおり、前記第1及び第2の端部領域はそれぞれ前記中央領域の横断面よりも小さい略均一な横断面を有している請求項12に記載の方法。
- 保護シースが前記中央領域と第1の端部領域との間で取り除かれ、それによって、前記CMSが、前記一方の先細領域に沿って、その全長にわたってか又は一部にわたって延在する請求項14に記載の方法。
- 高出力放射を放つよう機能する少なくとも1つの利得ブロックと、
前記利得ブロックに光学的に連結された複数のパッシブファイバであって、前記パッシブファイバはそれぞれ、コアと、前記コアを取り囲み、マルチモード(MM)光を誘導するように構成された少なくとも1つのクラッドと、前記クラッド上のシースと、を有しており、前記パッシブファイバの内少なくとも1つは、前記クラッドを露出させるように取り除かれたシースの部分を有しているパッシブファイバと、
露出した前記クラッドに適用され、かつ、CMSが損傷する熱閾値よりも低い温度で前記CMSを加熱している最大限に放散した光の出力で、前記CMSの全長に沿ってMM光の前記クラッドからの略均一な除去を行うように構成されたクラッドモードストリッパ(CMS)と、
を備え、
前記CMSは、前記クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有するホスト材料と、前記ホスト材料中に含浸させられ、前記CMSに入射する前記MM光を散乱させる複数のディフューザと、を含んでおり、それによって前記MMの除去が前記CMSの全長に沿って略均一に分配されることを特徴とする高出力ファイバレーザシステム。 - 付加的な利得ブロック及び前記1つの利得ブロックを信号光の伝搬方向とは反対の方向においてポンピングするように構成された少なくとも1つのポンプをさらに含んでおり、これらの利得ブロックはMOPA構成を規定しており、前記1つの利得ブロックはSM出力増幅器として構成されており、付加的な前記利得ブロックはSM主発振器を含み、前記パッシブファイバは、デリバリファイバであるか、又は、1つの利得ブロックと付加的な利得ブロックとの間のファイバであるCMSで構成されている請求項16に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記利得ブロックが、高出力パルス放射又は高出力連続放射を放つよう機能し、前記放射はシングルモード又はマルチモードで放たれる請求項16に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記ディフューザが、前記CMSを提供するよう選択された濃度で含浸させられ、前記CMSが全長を有し、前記全長が、最大限に放散した出力で長さに沿って均一なMM光の前記クラッドからの除去を行うよう最適に寸法設計された請求項16に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記ホスト材料がシリコーンを含み、前記ディフューザが酸化アルミニウム粒子を含む請求項16に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記ディフューザはそれぞれ、前記MM光の前記ホスト材料内への略一方向性の散乱を行うように寸法設計されている請求項16に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記パッシブファイバは、隣接した中央の均一に寸法設計された領域と先細の領域とを有しており、前記先細の領域は、少なくとも部分的に前記CMSと同じ長さに広がっており、かつ、最大限に放散した出力で前記MM光の除去が前記長さに沿って略均一に分配されるように最適に寸法設計された全長を有するCMSを提供するように選択された円錐角を有している、請求項17に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記パッシブファイバがさらに、第1の端部領域と第2の端部領域とを有しており、前記第1の端部領域は一方の先細領域に隣接しており、他方の先細領域は前記第2の端部領域と中央領域とをつないでおり、前記CMSは均一に寸法設計された領域と前記第1の端部領域との間に延在している請求項22に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記第1の端部領域及び前記第2の端部領域はそれぞれ、前記中央領域の横断面よりも小さい横断面を有しており、前記第1の端部領域及び前記第2の端部領域は、均一又は異なる構成を有しており、前記先細領域は均一または不均一に構成されている請求項23に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記一方の先細領域が、前記他方の先細領域よりも長い請求項23に記載の高出力ファイバレーザシステム。
- 前記円錐角は、前記CMSが低開口数モードの前記MM光を除去する働きをするように、選択された請求項22に記載の高出力ファイバレーザシステム。
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