JP6113630B2 - Optical amplification component and fiber laser device - Google Patents

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Description

本発明は光増幅部品及びファイバレーザ装置に関し、増幅用光ファイバを放熱させる場合に好適なものである。   The present invention relates to an optical amplifying component and a fiber laser device, and is suitable for radiating an amplification optical fiber.

増幅用光ファイバを伝搬する励起光の一部は、当該増幅用光ファイバにおける伝送損失により熱に変わる。また、増幅用光ファイバのコアに添加される活性元素が励起光によって励起され、当該活性元素から光が放出される場合にも熱が発生する。これらの熱に基づいて増幅用光ファイバが短命となる傾向がある。この傾向は、近年におけるファイバレーザ装置の高出力化の要請に伴って高まっている。   Part of the pumping light propagating through the amplification optical fiber is changed into heat due to transmission loss in the amplification optical fiber. Also, heat is generated when an active element added to the core of the amplification optical fiber is excited by excitation light and light is emitted from the active element. Based on these heats, the amplification optical fiber tends to be short-lived. This tendency is increasing with the recent demand for higher output of fiber laser devices.

下記特許文献1では、増幅用光ファイバを渦巻き状に巻いた状態で放熱板に配置する技術が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique of arranging an amplification optical fiber on a heat sink in a spiral state.

特開2010−177553JP 2010-177553 A

ところが、上記特許文献1の増幅用光ファイバにおいては、励起光を入射するための光ファイバと接続される端部を放熱板に配置していないため、当該端部では発熱に起因する劣化が起こり易いという課題があった。また、増幅用光ファイバの端部が放熱板に配置されると大型化する傾向がある。   However, in the amplification optical fiber of Patent Document 1, since the end connected to the optical fiber for entering the excitation light is not disposed on the heat sink, the end is deteriorated due to heat generation. There was a problem that it was easy. Further, when the end portion of the amplification optical fiber is disposed on the heat sink, the size tends to increase.

そこで本発明は、小型化を図りながらも増幅用光ファイバの寿命を向上させ得る光増幅部品及びファイバレーザ装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical amplification component and a fiber laser device that can improve the life of an amplification optical fiber while reducing the size.

上記課題を解決するため本発明者が鋭意検討した結果、増幅用光ファイバの一端のみから励起光が入射された場合には、その一端部分における発熱量が最も大きく増幅用光ファイバの他端に近づくほど発熱量が小さい発熱量分布となることが見出された。   As a result of intensive studies by the inventor in order to solve the above problems, when excitation light is incident only from one end of the amplification optical fiber, the heat generation amount at the one end is the largest, and the other end of the amplification optical fiber is It was found that the calorific value distribution becomes smaller as it gets closer.

したがって、このような発熱量分布となる増幅用光ファイバを放熱板にどのようにして配置するのかといったことが新たに課題となり、当該課題に対してさらに本発明者が鋭意検討して本発明に至った。   Accordingly, a new problem is how to arrange the amplification optical fiber having such a calorific value distribution on the heat sink, and the present inventor has further studied the problem to the present invention. It came.

本発明の光増幅部品は、放熱板と、前記放熱板に一部が配置される増幅用光ファイバとを備え、前記増幅用光ファイバの一端から、前記増幅用光ファイバの一端及び他端間における途中の位置までのファイバ部分が前記放熱板上に配置され、前記ファイバ部分は、前記位置から外側に向かって前記増幅用光ファイバの直径未満の隙間を有する状態で1周以上にわたって巻かれる内側区間と、前記内側区間よりも外側において前記内側区間から前記増幅用光ファイバの直径以上離される外側区間とを有することを特徴とする。   An optical amplification component according to the present invention includes a heat sink and an amplification optical fiber partially disposed on the heat sink, from one end of the amplification optical fiber to one end and the other end of the amplification optical fiber. A fiber portion up to a midway position is disposed on the heat radiating plate, and the fiber portion is wound on one or more rounds with a gap less than the diameter of the optical fiber for amplification from the position toward the outside. It has a section and an outer section which is separated from the inner section by a diameter equal to or larger than the diameter of the amplification optical fiber outside the inner section.

このようにした場合、放熱板上に配置されるファイバ部分のうち、当該増幅用光ファイバにおいて最も発熱量が高くなる一端部分を、その一端部分の内側で1周以上にわたって巻かれる内側区間から遠ざけることができる。したがって、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することを格段に低減することができる。
また、内側区間の増幅用光ファイバは、当該増幅用光ファイバの直径未満の隙間を有する状態で1周以上にわたって巻かれた状態にあるため、当該状態で巻かない場合に比べて小型化を図ることができる。
こうして、小型化を図りながらも増幅用光ファイバの寿命を向上させ得る光増幅部品が実現される。
In this case, among the fiber portions arranged on the heat sink, the one end portion where the amount of heat generation is highest in the amplification optical fiber is kept away from the inner section wound over one or more rounds inside the one end portion. be able to. Therefore, deterioration of the amplification optical fiber due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber can be significantly reduced.
Further, the amplification optical fiber in the inner section is wound over one or more rounds with a gap less than the diameter of the amplification optical fiber, so that the size can be reduced as compared with the case where the amplification optical fiber is not wound in this state. be able to.
In this way, an optical amplification component that can improve the lifetime of the amplification optical fiber while achieving miniaturization is realized.

また、前記外側区間における前記増幅用光ファイバは、前記増幅用光ファイバの直径以上の隙間を有する状態で前記内側区間の周囲を1周以上にわたって巻かれることが好ましい。   Further, it is preferable that the amplification optical fiber in the outer section is wound around the inner section for one or more rounds with a gap larger than the diameter of the amplification optical fiber.

このようにした場合、外側区間において隣り合う増幅用光ファイバを、内側区間において隣り合う増幅用光ファイバよりも離した状態で、当該増幅用光ファイバにおいて最も発熱量が高くなる一端部分を最も外側に位置させることができる。したがって、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することをより一段と低減することができる。
また、外側区間における増幅用光ファイバが巻かれていない場合に比べてより一段と小型化を図ることができる。
さらに、外側区間の増幅用光ファイバは、増幅用光ファイバの直径以上の隙間を有する状態で巻かれるため、当該隙間を有していない場合に比べて放熱板上に配置すべき位置の調整がし易い。したがって、内側区間の増幅用光ファイバの巻く間隔を増幅用光ファイバの直径未満に維持しながら、当該増幅用光ファイバを比較的簡易に放熱板上に配置することができる。
In this case, with the amplification optical fiber adjacent in the outer section being separated from the amplification optical fiber adjacent in the inner section, the one end portion where the heat generation amount is highest in the amplification optical fiber is the outermost. Can be located. Therefore, it is possible to further reduce the deterioration of the amplification optical fiber due to the heat generated at one end portion of the amplification optical fiber.
Further, the size can be further reduced as compared with the case where the amplification optical fiber in the outer section is not wound.
Furthermore, since the amplification optical fiber in the outer section is wound with a gap larger than the diameter of the amplification optical fiber, the position to be arranged on the heat sink can be adjusted as compared with the case where the gap is not provided. Easy to do. Therefore, the amplification optical fiber can be disposed on the heat sink relatively easily while maintaining the winding interval of the amplification optical fiber in the inner section below the diameter of the amplification optical fiber.

また、前記外側区間における前記増幅用光ファイバは、先端に向かうほど前記内側区間から離されることが好ましい。   Further, it is preferable that the amplification optical fiber in the outer section is separated from the inner section toward the tip.

このようにした場合、増幅用光ファイバにおいて最も発熱量が高くなる一端部分を、内側区間のみならず、当該一端部分近傍にある増幅用光ファイバからも遠ざけることができる。したがって、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することをより一段と低減することができる。   In this case, the one end portion where the heat generation amount is highest in the amplification optical fiber can be moved away from not only the inner section but also the amplification optical fiber in the vicinity of the one end portion. Therefore, it is possible to further reduce the deterioration of the amplification optical fiber due to the heat generated at one end portion of the amplification optical fiber.

また、前記放熱板は、前記内側区間が配置される放熱部位の熱放散量よりも、前記外側区間における前記増幅用光ファイバの一端部分が配置される放熱部位の熱放散量のほうが大きい構造とされることが好ましい。   Further, the heat radiating plate has a structure in which the heat dissipation amount of the heat radiating portion where the one end portion of the amplification optical fiber in the outer section is disposed is larger than the heat dissipation amount of the heat radiating portion where the inner section is disposed. It is preferred that

このようにした場合、増幅用光ファイバにおいて最も発熱量が高くなる一端部分を重点的に冷却させることができる。したがって、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することをより一段と低減することができる。   In this case, the one end portion where the heat generation amount is highest in the amplification optical fiber can be intensively cooled. Therefore, it is possible to further reduce the deterioration of the amplification optical fiber due to the heat generated at one end portion of the amplification optical fiber.

また、前記放熱板の放熱面には凹部が形成され、隣り合うファイバ間が仕切られることなく前記凹部内に前記ファイバ部分が配置される。   Moreover, a recessed part is formed in the heat radiating surface of the heat radiating plate, and the fiber portion is disposed in the recessed part without partitioning adjacent fibers.

このようにした場合、ファイバ部分が凹部内に配置されていない場合に比べて外部からファイバ部分に応力が加わることを抑制できる。また、隣り合うファイバ間が仕切られる場合に比べて増幅用光ファイバを配置するスペースの制約が緩和されるため、当該凹部内に配置すべきファイバ部分の位置の調整がし易くなる。   In this case, it is possible to suppress stress from being applied to the fiber portion from the outside as compared with the case where the fiber portion is not disposed in the recess. Further, since the restriction on the space for placing the amplification optical fiber is relaxed compared to the case where the adjacent fibers are partitioned, it is easy to adjust the position of the fiber portion to be placed in the recess.

また、本発明のファイバレーザ装置は、上記に記載の光増幅部品と、種光源及び励起光源と、前記種光源から出射される種光を前記増幅用光ファイバの一端におけるコアに入射するとともに、前記励起光源から出射される励起光を前記増幅用光ファイバの一端におけるクラッドに入射する光カプラとを備えることを特徴とする。   Further, the fiber laser device of the present invention, the light amplification component described above, the seed light source and the excitation light source, and the seed light emitted from the seed light source is incident on the core at one end of the amplification optical fiber, And an optical coupler for entering the excitation light emitted from the excitation light source into a clad at one end of the optical fiber for amplification.

あるいは、上記に記載の光増幅部品と、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光を前記増幅用光ファイバの一端におけるクラッドに入射する光カプラと、前記増幅用光ファイバのコアに添加される活性元素が放出する光の少なくとも一部を反射する第1ミラーと、前記第1ミラーが反射する光を前記第1ミラーよりも低い反射率で反射する第2ミラーとを備えることを特徴とする。   Alternatively, the optical amplifying component described above, a pumping light source, an optical coupler that enters pumping light emitted from the pumping light source into a clad at one end of the optical fiber for amplification, and a core of the optical fiber for amplification are added. A first mirror that reflects at least part of the light emitted by the active element, and a second mirror that reflects the light reflected by the first mirror with a lower reflectance than the first mirror. And

このようなファイバレーザ装置は、その構成要素の一部として上記光増幅部品が備えられているため、当該光増幅部品を備えていない場合に比べて増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することを格段に低減することができる。また、上記光増幅部品を備えていない場合に比べて小型化を図ることができる。こうして、小型化を図りながらも増幅用光ファイバの寿命を向上させ得るファイバレーザ装置が実現される。   Such a fiber laser device is provided with the optical amplification component as a part of its constituent elements. Therefore, compared with a case where the optical amplification component is not provided, the fiber laser device is less susceptible to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber. This can significantly reduce the deterioration of the amplification optical fiber. Further, the size can be reduced as compared with the case where the optical amplification component is not provided. In this way, a fiber laser device that can improve the life of the amplification optical fiber while achieving miniaturization is realized.

以上のように本発明によれば、小型化を図りながらも増幅用光ファイバの寿命を向上させ得る光増幅部品及びファイバレーザ装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical amplification component and a fiber laser device capable of improving the life of an amplification optical fiber while achieving downsizing.

第1実施形態における光増幅部品を示す図である。It is a figure which shows the optical amplification component in 1st Embodiment. 増幅用光ファイバの長さ方向に直交するファイバ断面の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the fiber cross section orthogonal to the length direction of the optical fiber for amplification. 図1のX−Xを通る断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which passes along XX of FIG. 増幅用光ファイバの一端から励起光が入射された場合における増幅用光ファイバの発熱量分布を示す図である。It is a figure which shows the emitted-heat amount distribution of the optical fiber for amplification when excitation light injects from the end of the optical fiber for amplification. 第2実施形態における光増幅部品を示す図である。It is a figure which shows the optical amplification component in 2nd Embodiment. 第3実施形態における光増幅部品を示す図である。It is a figure which shows the optical amplification component in 3rd Embodiment. 放熱板の他の構造例(1)を示す図である。It is a figure which shows the other structural example (1) of a heat sink. 放熱板の他の構造例(2)を示す図である。It is a figure which shows the other structural example (2) of a heat sink. 第4実施形態におけるファイバレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the fiber laser apparatus in 4th Embodiment. 第5実施形態におけるファイバレーザ装置を示す図である。It is a figure which shows the fiber laser apparatus in 5th Embodiment.

以下、発明を実施するための形態について図面を用いながら詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.

(1)第1実施形態
図1は、第1実施形態における光増幅部品1を示す図である。図1に示すように、本実施形態の光増幅部品1は、放熱板10と、当該放熱板10の放熱面に固定される増幅用光ファイバ20とを主な構成要素として備える。
(1) 1st Embodiment FIG. 1: is a figure which shows the optical amplification component 1 in 1st Embodiment. As shown in FIG. 1, the optical amplification component 1 of this embodiment includes a heat sink 10 and an amplification optical fiber 20 fixed to the heat dissipation surface of the heat sink 10 as main components.

放熱板10は、熱を放散して温度を下げるための板材である。この放熱板10の材料は銀、銅、金、アルミニウムなどの金属もしくは合金とされ、放熱板10の形状は例えば直方体形状とされる。   The heat sink 10 is a plate material for radiating heat to lower the temperature. The material of the heat sink 10 is a metal or alloy such as silver, copper, gold, or aluminum, and the shape of the heat sink 10 is, for example, a rectangular parallelepiped shape.

図2は、増幅用光ファイバ20の長さ方向に直交するファイバ断面の様子を示す図である。図2に示すように、増幅用光ファイバ20は、1種類以上の活性元素が添加されるコア21と、コア21の外周面を被覆する第1クラッド22と、第1クラッド22の外周面を被覆する第2クラッド23と、当該第2クラッド23を囲む被覆層24とを有する構造でなる。   FIG. 2 is a diagram showing a state of a fiber cross section orthogonal to the length direction of the amplification optical fiber 20. As shown in FIG. 2, the amplification optical fiber 20 includes a core 21 to which one or more kinds of active elements are added, a first cladding 22 that covers the outer peripheral surface of the core 21, and an outer peripheral surface of the first cladding 22. The structure has a second clad 23 to be covered and a covering layer 24 surrounding the second clad 23.

コア21の屈折率は第1クラッド22の屈折率よりも高くされ、第1クラッド22の屈折率は第2クラッド23の屈折率よりも高くされ、第2クラッド23の屈折率は被覆層24の屈折率よりも低くされる。   The refractive index of the core 21 is higher than the refractive index of the first cladding 22, the refractive index of the first cladding 22 is higher than the refractive index of the second cladding 23, and the refractive index of the second cladding 23 is the same as that of the coating layer 24. Lower than the refractive index.

なお、活性元素としては、例えば、エルビウム(Er)、イッテルビウム(Yb)あるいはネオジウム(Nd)等の希土類元素があり、希土類元素以外の活性元素としては、例えば、ビスマス(Bi)がある。   Examples of active elements include rare earth elements such as erbium (Er), ytterbium (Yb), and neodymium (Nd). Examples of active elements other than rare earth elements include bismuth (Bi).

このような構造でなる増幅用光ファイバ20の一部は放熱板10上に配置される。すなわち、図1に示したように、増幅用光ファイバ20の一端E1から、当該増幅用光ファイバ20の一端E1及び他端E2間における途中の位置(以下、途中位置という)RPまでのファイバ部分20Aが放熱板10上に配置される。   A part of the amplification optical fiber 20 having such a structure is disposed on the heat sink 10. That is, as shown in FIG. 1, a fiber portion from one end E1 of the amplification optical fiber 20 to a midpoint position (hereinafter referred to as a midway position) RP between the one end E1 and the other end E2 of the amplification optical fiber 20 20A is arranged on the heat sink 10.

途中位置RPは、放熱板10から離し始めるべき位置であり、任意に決められる。例えば、増幅用光ファイバ20における長さ方向の中心が途中位置RPとして決められても良く、当該中心から一端E1又は他端E2側へずれた位置が途中位置RPとして決められても良い。   The midway position RP is a position that should start to be separated from the heat sink 10 and is arbitrarily determined. For example, the center in the length direction of the amplification optical fiber 20 may be determined as the intermediate position RP, and the position shifted from the center toward the one end E1 or the other end E2 may be determined as the intermediate position RP.

ファイバ部分20Aは、内側区間SC1と外側区間SC2とを有している。内側区間SC1は、途中位置RPから外側に向かって増幅用光ファイバ20の直径D未満の隙間IL1を有する状態で1周以上にわたって巻かれる。隙間IL1は、図1に示すように、内側区間SC1において隣り合う増幅用光ファイバ20の相対向する内側外周面から外側外周面までの最短距離である。   The fiber portion 20A has an inner section SC1 and an outer section SC2. The inner section SC1 is wound over one or more turns in a state having a gap IL1 less than the diameter D of the amplification optical fiber 20 from the midway position RP toward the outside. As shown in FIG. 1, the gap IL1 is the shortest distance from the opposite inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the adjacent amplification optical fibers 20 in the inner section SC1.

なお、内側区間SC1において隣り合う増幅用光ファイバの隙間IL1が図1では同程度となっているが、当該隙間IL1は増幅用光ファイバ20の直径D未満であれば異なっていても良い。また、内側区間SC1において隣り合う増幅用光ファイバ20の一部又は全部が接していても良く、交差する箇所があっても良い。   The gap IL1 between adjacent amplification optical fibers in the inner section SC1 is substantially the same in FIG. 1, but the gap IL1 may be different as long as it is less than the diameter D of the amplification optical fiber 20. Further, a part or all of the adjacent amplification optical fibers 20 in the inner section SC1 may be in contact with each other, or there may be an intersecting portion.

外側区間SC2は、内側区間SC1よりも外側において内側区間SC1から増幅用光ファイバ20の直径D以上離される。本実施形態の場合、外側区間SC2は、増幅用光ファイバ20の直径D以上の隙間SL2を有する状態で内側区間SC1の周囲を1周以上にわたって巻かれている。隙間IL2は、図1に示すように、外側区間SC2において隣り合う増幅用光ファイバ20の相対向する内側外周面から外側外周面までの最短距離である。   The outer section SC2 is separated from the inner section SC1 by more than the diameter D of the amplification optical fiber 20 outside the inner section SC1. In the case of the present embodiment, the outer section SC2 is wound around the inner section SC1 for one or more turns in a state having a gap SL2 having a diameter D or more of the amplification optical fiber 20. As shown in FIG. 1, the gap IL <b> 2 is the shortest distance from the opposite inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the adjacent amplification optical fiber 20 in the outer section SC <b> 2.

なお、外側区間SC2において隣り合う増幅用光ファイバの隙間IL2が図1では同程度となっているが、当該隙間IL2は増幅用光ファイバ20の直径D以上であれば異なっていても良い。   Note that the gap IL2 between adjacent amplification optical fibers in the outer section SC2 is approximately the same in FIG. 1, but the gap IL2 may be different as long as it is equal to or larger than the diameter D of the amplification optical fiber 20.

また、外側区間SC2において増幅用光ファイバ20の一端E1を含む近傍部分が図1では巻かれておらず直線状に配置されているが、当該近傍部分が巻かれていても良い。さらに、外側区間SC2の増幅用光ファイバ20が内側区間SC1よりも外側において増幅用光ファイバ20の直径D以上離されていれば、当該外側区間SC2の増幅用光ファイバ20全体が巻かれていなくても良い。   Further, in the outer section SC2, the vicinity including the one end E1 of the amplification optical fiber 20 is not wound in FIG. 1, but is arranged in a straight line, but the vicinity may be wound. Further, if the amplification optical fiber 20 in the outer section SC2 is separated from the inner section SC1 by the diameter D or more of the amplification optical fiber 20, the entire amplification optical fiber 20 in the outer section SC2 is not wound. May be.

一方、途中位置RPから増幅用光ファイバの他端E2に至るまでのファイバ部分20Bにおいては、放熱板10の放熱面上に配置されず、当該増幅用光ファイバの他端E2は放熱板10の外部に配置される。例えば、内側区間SC1及び外側区間SC2の上方を経由した後に外部の光学部品に延在するようにファイバ部分20Bが配置される。   On the other hand, in the fiber portion 20B from the midway position RP to the other end E2 of the amplification optical fiber, it is not disposed on the heat dissipation surface of the heat sink 10 and the other end E2 of the amplification optical fiber is not located on the heat sink 10. Located outside. For example, the fiber portion 20B is arranged so as to extend to the external optical component after passing through the upper part of the inner section SC1 and the outer section SC2.

図3は、図1のX−Xを通る断面を示す図である。なお、図3では、便宜上、増幅用光ファイバ20の断面は簡略して示している。図3に示すように、放熱板10の放熱面における中央部位及び周縁部位以外の部位には、凹部CPが形成される。   FIG. 3 is a view showing a cross section taken along line XX of FIG. In FIG. 3, for the sake of convenience, the cross section of the amplification optical fiber 20 is shown in a simplified manner. As shown in FIG. 3, a concave portion CP is formed in a portion other than the central portion and the peripheral portion on the heat radiating surface of the heat radiating plate 10.

ファイバ部分20Aは、この凹部CP内に、隣り合うファイバ間が仕切られることなく配置される。すなわち、凹部CPの底面は平坦とされ、この底面上に、ファイバ部分20Aが内側区間SC1及び外側区間SC2を有する状態で載置される。   The fiber portion 20A is disposed in the recess CP without partitioning adjacent fibers. That is, the bottom surface of the recess CP is flat, and the fiber portion 20A is placed on the bottom surface in a state having the inner section SC1 and the outer section SC2.

このような光増幅部品1では、増幅用光ファイバ20の一端E1における第1クラッド22の端面が、励起光を入射すべき端面とされる。   In such an optical amplification component 1, the end surface of the first cladding 22 at the one end E <b> 1 of the amplification optical fiber 20 is an end surface on which excitation light is to be incident.

第1クラッド22の端面から励起光が入射された場合、当該励起光は増幅用光ファイバ20における第1クラッド22及びコア21を伝搬する。このとき、励起光によってコア21に添加される活性元素が励起され、当該活性元素から特定の波長の光が放出される。   When excitation light is incident from the end face of the first cladding 22, the excitation light propagates through the first cladding 22 and the core 21 in the amplification optical fiber 20. At this time, the active element added to the core 21 is excited by the excitation light, and light having a specific wavelength is emitted from the active element.

図4は、増幅用光ファイバ20の一端E1から励起光が入射された場合における増幅用光ファイバ20の発熱量分布を示す図である。図4に示すように、増幅用光ファイバ20の一端E1から励起光が入射された場合、その一端部分における発熱量が最も大きく増幅用光ファイバ20の他端に近づくほど発熱量が小さい発熱量分布となることが分かる。   FIG. 4 is a diagram showing a heat generation distribution of the amplification optical fiber 20 when excitation light is incident from one end E1 of the amplification optical fiber 20. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, when the excitation light is incident from one end E <b> 1 of the amplification optical fiber 20, the heat generation amount at the one end portion is the largest, and the heat generation amount decreases as it approaches the other end of the amplification optical fiber 20. It turns out that it becomes distribution.

このような発熱量分布となる理由は、通常、増幅用光ファイバ20の各場所での発熱はその部分を通過する励起光のエネルギー量に比例するからである。   The reason for this calorific value distribution is that the heat generation at each location of the amplification optical fiber 20 is normally proportional to the energy amount of the excitation light passing through that portion.

すなわち、増幅用光ファイバ20の発熱は増幅用光ファイバ20のぞれぞれの場所で励起光の一部が増幅用光ファイバ20の伝送損失により熱に変わるために発生する。したがって発熱量はその位置での伝送損失と励起光のエネルギー量の積におおむね比例する。増幅用光ファイバ20の伝送損失はどの場所でもほぼ一定であるので、励起光のエネルギー量が多い場所ほど増幅用光ファイバ20の発熱量が多い。   That is, the heat generation of the amplification optical fiber 20 occurs because a part of the pumping light is changed into heat due to the transmission loss of the amplification optical fiber 20 at each location of the amplification optical fiber 20. Therefore, the heat generation amount is roughly proportional to the product of the transmission loss at that position and the energy amount of the excitation light. Since the transmission loss of the amplification optical fiber 20 is almost constant everywhere, the amount of heat generated by the amplification optical fiber 20 increases as the amount of excitation light energy increases.

本実施形態の場合、増幅用光ファイバ20の一端E1における第1クラッド22の端面が、励起光を入射すべき端面とされるので、その一端部分における励起光のエネルギー量が最も多くなる。その後、励起光は増幅用光ファイバ20を他端E2に向かって伝搬していくが、その際に増幅用光ファイバ20の伝送損失により励起光のエネルギーの一部が熱に変わるためにエネルギー量が徐々に低下していく。増幅用光ファイバ20の伝送損失は通常の通信用光ファイバに比べて格段に大きいために励起光の伝搬によるエネルギー量の低下も格段に大きい。そのため増幅用光ファイバ20の一端部分と他端部分とでの発熱量の差は大きいものとなる。   In the case of the present embodiment, the end face of the first cladding 22 at the one end E1 of the amplification optical fiber 20 is the end face to which the pump light is to be incident, so that the energy amount of the pump light at the one end portion is the largest. Thereafter, the excitation light propagates through the amplification optical fiber 20 toward the other end E2, and at this time, a part of the energy of the excitation light is changed to heat due to the transmission loss of the amplification optical fiber 20, and thus the amount of energy. Gradually decreases. Since the transmission loss of the amplifying optical fiber 20 is significantly larger than that of a normal communication optical fiber, the reduction in the amount of energy due to the propagation of pumping light is also significantly large. Therefore, the difference in the amount of heat generated between the one end portion and the other end portion of the amplification optical fiber 20 is large.

上述したように、本実施形態の光増幅部品1では、増幅用光ファイバ20において励起光を入射すべき一端E1を含むファイバ部分20Aが放熱板10に配置される。このファイバ部分20Aの内側区間SC1は、途中位置RPから外側に向かって増幅用光ファイバ20の直径D未満の隙間IL1を有する状態で1周以上にわたって巻かれる。一方、ファイバ部分20Aの外側区間SC2は、内側区間SC1よりも外側において内側区間SC1から増幅用光ファイバ20の直径D以上離される。   As described above, in the optical amplification component 1 of the present embodiment, the fiber portion 20 </ b> A including the one end E <b> 1 where the excitation light should enter in the amplification optical fiber 20 is disposed on the heat sink 10. The inner section SC1 of the fiber portion 20A is wound over one or more turns in a state having a gap IL1 less than the diameter D of the amplification optical fiber 20 from the midway position RP outward. On the other hand, the outer section SC2 of the fiber portion 20A is separated from the inner section SC1 by more than the diameter D of the amplification optical fiber 20 outside the inner section SC1.

このため、本実施形態における光増幅部品1は、放熱板10上に配置されるファイバ部分20Aのうち最も発熱量が高くなる一端部分を、その一端部分の内側で1周以上にわたって巻かれる内側区間SC1から遠ざけることができる。したがって、増幅用光ファイバ20の一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバ20が劣化することを格段に低減することができる。   For this reason, the optical amplifying component 1 in the present embodiment has an inner section in which one end portion where the amount of heat generation is highest among the fiber portions 20A arranged on the heat sink 10 is wound over one or more rounds inside the one end portion. Can be moved away from SC1. Therefore, deterioration of the amplification optical fiber 20 due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber 20 can be significantly reduced.

また、内側区間SC1の増幅用光ファイバ20は、増幅用光ファイバ20の直径D未満の隙間IL1を有する状態で1周以上にわたって巻かれた状態にあるため、当該状態で巻かない場合に比べて小型化を図ることができる。   Further, the amplification optical fiber 20 in the inner section SC1 is in a state of being wound over one or more turns with a gap IL1 less than the diameter D of the amplification optical fiber 20, and therefore, compared with a case where the amplification optical fiber 20 is not wound in this state. Miniaturization can be achieved.

ところで、本実施形態における外側区間SC2は、増幅用光ファイバ20の直径D以上の隙間SL2を有する状態で内側区間SC1の周囲を1周以上にわたって巻かれている。   By the way, the outer section SC2 in the present embodiment is wound around the inner section SC1 over one or more rounds with a gap SL2 having a diameter D or more of the amplification optical fiber 20.

このため、外側区間SC2において隣り合う増幅用光ファイバを、内側区間SC1において隣り合う増幅用光ファイバよりも離した状態で、当該増幅用光ファイバ20において最も発熱量が高くなる一端部分を最も外側に位置させることができる。したがって、増幅用光ファイバ20の一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバ20が劣化することをより一段と低減することができる。また、外側区間SC2における増幅用光ファイバ20が巻かれていない場合に比べてより一段と小型化を図ることができる。   For this reason, in the state where the amplification optical fiber adjacent in the outer section SC2 is separated from the amplification optical fiber adjacent in the inner section SC1, the one end portion where the heat generation amount is highest in the amplification optical fiber 20 is the outermost. Can be located. Therefore, it is possible to further reduce the deterioration of the amplification optical fiber 20 due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber 20. Further, the size can be further reduced as compared with the case where the amplification optical fiber 20 in the outer section SC2 is not wound.

これに加えて、外側区間SC2の増幅用光ファイバ20は、増幅用光ファイバ20の直径D以上の隙間SL2を有する状態で巻かれるため、当該隙間SL2を有していない場合に比べて放熱板10上に配置すべき位置の調整がし易い。したがって、内側区間SC1の増幅用光ファイバ20の巻く間隔を増幅用光ファイバの直径D未満に維持しながら、当該増幅用光ファイバ20を比較的簡易に放熱板10上に配置することができる。   In addition, since the amplification optical fiber 20 in the outer section SC2 is wound in a state having a gap SL2 that is equal to or larger than the diameter D of the amplification optical fiber 20, the heat sink is compared with a case where the gap SL2 is not provided. 10 is easy to adjust the position to be placed. Therefore, the amplification optical fiber 20 can be disposed on the heat sink 10 relatively easily while maintaining the winding interval of the amplification optical fiber 20 in the inner section SC1 to be less than the diameter D of the amplification optical fiber.

また、本実施形態における放熱板10の放熱面には凹部CPが形成され、隣り合うファイバ間が仕切られることなく凹部CP内にファイバ部分20Aが配置される。   In addition, a concave portion CP is formed on the heat radiating surface of the heat radiating plate 10 in the present embodiment, and the fiber portion 20A is disposed in the concave portion CP without partitioning adjacent fibers.

このため、ファイバ部分20Aが凹部CP内に配置されていない場合に比べて外部からファイバ部分20Aに応力が加わることを抑制できる。また、隣り合うファイバ間が仕切られる場合に比べてファイバ部分20Aを配置するスペースの制約が緩和されるため、凹部CP内に配置すべきファイバ部分20Aの位置の調整がし易くなる。   For this reason, compared with the case where fiber part 20A is not arrange | positioned in the recessed part CP, it can suppress that stress is added to the fiber part 20A from the outside. Further, since the restriction on the space for arranging the fiber portion 20A is relaxed compared to the case where adjacent fibers are partitioned, the position of the fiber portion 20A to be arranged in the recess CP can be easily adjusted.

(2)第2実施形態
次に、第2実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(2) Second Embodiment Next, a second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the component which is the same as that of 1st Embodiment, or equivalent, except the case where it demonstrates especially, the same referential mark is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図5は、第2実施形態における光増幅部品2を示す図である。図5に示すように、本実施形態における光増幅部品2では、増幅用光ファイバ20における外側区間SC2の配置態様のみが第1実施形態と相違している。   FIG. 5 is a diagram showing the optical amplification component 2 in the second embodiment. As shown in FIG. 5, in the optical amplification component 2 in the present embodiment, only the arrangement mode of the outer section SC2 in the amplification optical fiber 20 is different from that in the first embodiment.

具体的に本実施形態における外側区間SC2の増幅用光ファイバ20は、先端に向かうほど内側区間SC1から離されている。すなわち、外側区間SC2において隣り合う増幅用光ファイバの隙間IL2は、先端に向かうほど徐々に広がっている。   Specifically, the amplification optical fiber 20 in the outer section SC2 in this embodiment is separated from the inner section SC1 toward the tip. That is, the gap IL2 between the adjacent amplification optical fibers in the outer section SC2 gradually increases toward the tip.

このような光増幅部品2によれば、増幅用光ファイバ20において最も発熱量が高くなる一端部分を、内側区間SC1のみならず、当該一端部分近傍にある増幅用光ファイバ20からも遠ざけることができる。したがって、増幅用光ファイバ20の一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバ20が劣化することをより一段と低減することができる。   According to such an optical amplification component 2, the one end portion where the amount of heat generated in the amplification optical fiber 20 is the highest can be moved away from not only the inner section SC 1 but also the amplification optical fiber 20 in the vicinity of the one end portion. it can. Therefore, it is possible to further reduce the deterioration of the amplification optical fiber 20 due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber 20.

(3)第3実施形態
次に、第3実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(3) Third Embodiment Next, a third embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the component which is the same as that of the said embodiment, or the equivalent except the case where it demonstrates especially, the same referential mark is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図6は、第3実施形態における光増幅部品3を示す図である。図6に示すように、本実施形態における光増幅部品3は、第1実施形態における放熱板10に代えて、当該放熱板10とは異なる構造の放熱板11を備えている。   FIG. 6 is a diagram showing the optical amplification component 3 in the third embodiment. As shown in FIG. 6, the optical amplification component 3 in the present embodiment includes a heat radiating plate 11 having a structure different from that of the heat radiating plate 10 instead of the heat radiating plate 10 in the first embodiment.

具体的に本実施形態における放熱板30は、内側区間SC1が配置される第1部位の熱放散量よりも、外側区間SC2における増幅用光ファイバ20の一端E1部分が配置される第2部位PA熱放散量のほうが大きい構造とされる。   Specifically, the heat dissipation plate 30 in the present embodiment has a second part PA where one end E1 portion of the amplification optical fiber 20 in the outer section SC2 is disposed, rather than the heat dissipation amount of the first part in which the inner section SC1 is disposed. The heat dissipation amount is larger.

例えば、第1部位がアルミニウムを用いて形成され、第2部位PAがアルミニウムよりも熱抵抗が小さい銅を用いて形成された場合、第1部位の熱放散量よりも第2部位PAの熱放散量が大きくなる。   For example, when the first part is formed using aluminum and the second part PA is formed using copper having a smaller thermal resistance than aluminum, the heat dissipation of the second part PA is larger than the heat dissipation amount of the first part. The amount increases.

また例えば、第1部位及び第2部位PAの放熱面とは逆側の表面部分にフィンと呼ばれる凸部が形成され、当該第2部位PAの凸部の長さが第1部位の凸部の長さよりも大きくされた場合、第1部位の熱放散量よりも第2部位PAの熱放散量が大きくなる。   Further, for example, a convex portion called a fin is formed on the surface portion opposite to the heat radiation surface of the first portion and the second portion PA, and the length of the convex portion of the second portion PA is the length of the convex portion of the first portion When it is made larger than the length, the heat dissipation amount of the second part PA becomes larger than the heat dissipation amount of the first part.

また例えば、第2部位PAに対してのみ、空冷式、水冷式又は電子冷却式の冷却機構が設けられた場合、第1部位の熱放散量よりも第2部位PAの熱放散量が大きくなる。   Further, for example, when an air-cooled, water-cooled, or electronic cooling type cooling mechanism is provided only for the second part PA, the heat dissipation amount of the second part PA is larger than the heat dissipation amount of the first part. .

このような光増幅部品3によれば、増幅用光ファイバ20において最も発熱量が高くなる一端部分を重点的に冷却させることができる。したがって、増幅用光ファイバ20の一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバ20が劣化することをより一段と低減することができる。   According to such an optical amplifying component 3, the one end portion where the amount of heat generated in the amplification optical fiber 20 is the highest can be intensively cooled. Therefore, it is possible to further reduce the deterioration of the amplification optical fiber 20 due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber 20.

なお、第1部位の熱放散量よりも第2部位PAの熱放散量が大きい構造であれば、例えば図7示す放熱板12あるいは図8に示す放熱板13のように、当該放熱部位PA2の範囲は問わない。また、図6〜図8に示した放熱板11〜13は、上記第2実施形態における放熱板10に代えて適用可能である。   If the heat dissipation amount of the second part PA is larger than the heat dissipation amount of the first part, the heat dissipation part PA2 of the heat dissipation part PA2 such as the heat sink 12 shown in FIG. 7 or the heat sink 13 shown in FIG. The range does not matter. Moreover, the heat sinks 11-13 shown in FIGS. 6-8 are applicable instead of the heat sink 10 in the said 2nd Embodiment.

(4)第4実施形態
次に、第4実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(4) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the component which is the same as that of the said embodiment, or the equivalent except the case where it demonstrates especially, the same referential mark is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図9は、第4実施形態におけるファイバレーザ装置を示す図である。図9に示すように、本実施形態におけるファイバレーザ装置100は、MO−PA(Master Oscillator Power
Amplifier)型のファイバレーザ装置である。
FIG. 9 is a diagram showing a fiber laser device according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 9, the fiber laser device 100 according to the present embodiment includes an MO-PA (Master Oscillator Power).
Amplifier) type fiber laser device.

このファイバレーザ装置100は、第1実施形態における光増幅部品1と、種光源31と、複数の励起光源32と、光カプラ33とを主な構成として備える。なお、図9に示す光増幅部品1は、図1に示した場合と異なり、簡略的に示している。   The fiber laser device 100 includes the optical amplification component 1 according to the first embodiment, a seed light source 31, a plurality of excitation light sources 32, and an optical coupler 33 as main components. Note that the optical amplifying component 1 shown in FIG. 9 is simply shown, unlike the case shown in FIG.

種光源31は、種光を出射するものであり、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリペロー型やファイバリング型のレーザ光源などとされる。   The seed light source 31 emits seed light and is, for example, a laser light source composed of a laser diode, a Fabry-Perot type or a fiber ring type laser light source, or the like.

複数の励起光源32は、励起光を出射するものであり、例えばレーザダイオード(Laser Diode)などとされる。   The plurality of excitation light sources 32 emit excitation light and are, for example, laser diodes.

光カプラ33は、種光源31から出射される種光を増幅用光ファイバ20の一端E1におけるコア端面から入射させるとともに、励起光源32から出射される励起光を増幅用光ファイバ20の一端E1における第1クラッド端面から入射させるものである。   The optical coupler 33 causes the seed light emitted from the seed light source 31 to enter from the core end surface of the one end E1 of the amplification optical fiber 20, and the excitation light emitted from the excitation light source 32 to the one end E1 of the amplification optical fiber 20. The light is incident from the first clad end face.

なお、本実施形態の場合、種光源31から出射される種光は、入射用光ファイバ40を介して光カプラ33に入射される。この入射用光ファイバ40は、例えばシングルモードファイバとされ、当該入射用光ファイバ40の一端側のコアと種光源31とは光学的に結合されるとともに、入射用光ファイバ40の他端側のコアと増幅用光ファイバ20の一端E1側のコア21とは光カプラ33を介して光学的に結合される。   In the present embodiment, the seed light emitted from the seed light source 31 is incident on the optical coupler 33 via the incident optical fiber 40. The incident optical fiber 40 is, for example, a single mode fiber, and the core on one end side of the incident optical fiber 40 and the seed light source 31 are optically coupled, and the other end side of the incident optical fiber 40 is also connected. The core and the core 21 on the one end E1 side of the amplification optical fiber 20 are optically coupled via an optical coupler 33.

また、励起光源32から出射される励起光は、励起光入射用ファイバ50を介して光カプラ33に入射される。この励起光入射用ファイバ50は、例えばマルチモードファイバとされ、当該励起光入射用ファイバ50の本数は、励起光源32の数と同じとされる。各励起光入射用ファイバ50の一端側のコアにつき1つの励起光源32が光学的に結合されるとともに、当該励起光入射用ファイバ50の他端側のコアと増幅用光ファイバ20の一端E1側の第1クラッド22とは光カプラ33を介して光学的に結合される。   Further, the excitation light emitted from the excitation light source 32 is incident on the optical coupler 33 through the excitation light incident fiber 50. The pumping light incident fibers 50 are, for example, multimode fibers, and the number of the pumping light incident fibers 50 is the same as the number of pumping light sources 32. One excitation light source 32 is optically coupled to one end core of each excitation light incident fiber 50, and the other end core of the excitation light incident fiber 50 and one end E 1 side of the amplification optical fiber 20. The first cladding 22 is optically coupled via an optical coupler 33.

また、増幅用光ファイバ20の他端E2には出力用光ファイバ70が接続される。この出力用光ファイバ70は、例えばシングルモードファイバとされ、当該出力用光ファイバ70の一端側のコア端面と増幅用光ファイバ20の他端E2側のコア端面とが融着される。   The output optical fiber 70 is connected to the other end E2 of the amplification optical fiber 20. The output optical fiber 70 is, for example, a single mode fiber, and the core end surface on one end side of the output optical fiber 70 and the core end surface on the other end E2 side of the amplification optical fiber 20 are fused.

本実施形態におけるファイバレーザ装置100では、増幅用光ファイバ20の一端E1側のコア端面から種光が入射された場合、当該種光は増幅用光ファイバ20の一端E1から他端E2に向けてコア21を伝搬する。   In the fiber laser device 100 according to the present embodiment, when seed light is incident from the core end surface on the one end E1 side of the amplification optical fiber 20, the seed light is directed from one end E1 to the other end E2 of the amplification optical fiber 20. It propagates through the core 21.

一方、増幅用光ファイバ20の一端E1側の第1クラッド端面から励起光が入射された場合、当該励起光は増幅用光ファイバ20の一端E1から他端E2に向けて第1クラッド22及びコア21を伝搬する。   On the other hand, when excitation light is incident from the first cladding end face on the one end E1 side of the amplification optical fiber 20, the excitation light is directed from the one end E1 to the other end E2 of the amplification optical fiber 20 and the first cladding 22 and the core. 21 is propagated.

第1クラッド22及びコア21を伝搬する励起光によってコア21に添加される活性元素が励起され、当該励起状態にある活性元素は、コア21を伝搬する種光によって誘導放出を引き起こす。この誘導放出に起因して種光が増幅され、当該増幅された種光は増幅用光ファイバ20の他端E2から出力用光ファイバ70に出力される。   The active element added to the core 21 is excited by the excitation light propagating through the first cladding 22 and the core 21, and the active element in the excited state causes stimulated emission by the seed light propagating through the core 21. The seed light is amplified due to the stimulated emission, and the amplified seed light is output from the other end E 2 of the amplification optical fiber 20 to the output optical fiber 70.

このようなファイバレーザ装置100は、その構成要素の一部として上記第1実施形態の光増幅部品1を備えている。このため、本実施形態のファイバレーザ装置100は、光増幅部品1を備えていない場合に比べて増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することを格段に低減することができる。また、本実施形態のファイバレーザ装置100は、光増幅部品1を備えていない場合に比べて小型化を図ることができる。   Such a fiber laser device 100 includes the optical amplification component 1 of the first embodiment as a part of its constituent elements. For this reason, the fiber laser device 100 according to the present embodiment has a marked deterioration in the amplification optical fiber due to the heat generated at one end of the amplification optical fiber, compared to the case where the optical amplification component 1 is not provided. Can be reduced. Further, the fiber laser device 100 of the present embodiment can be downsized as compared with the case where the optical amplification component 1 is not provided.

なお、本実施形態におけるファイバレーザ装置100では、光増幅部品1に代えて、第2実施形態の光増幅部品2又は第3実施形態の光増幅部品3が適用されても良い。光増幅部品2又は光増幅部品3が適用されて場合であっても、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することを低減でき、また小型化を図ることができる。   In the fiber laser device 100 according to the present embodiment, the optical amplification component 2 of the second embodiment or the optical amplification component 3 of the third embodiment may be applied instead of the optical amplification component 1. Even when the optical amplification component 2 or the optical amplification component 3 is applied, it is possible to reduce deterioration of the amplification optical fiber due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber, and to reduce the size. Can be planned.

(5)第5実施形態
次に、第5実施形態について図面を用いながら詳細に説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
(5) Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the component which is the same as that of the said embodiment, or the equivalent except the case where it demonstrates especially, the same referential mark is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図10は、第5実施形態におけるファイバレーザ装置を示す図である。図10に示すように、本実施形態におけるファイバレーザ装置110は、共振型のファイバレーザ装置である。   FIG. 10 is a diagram showing a fiber laser device according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 10, the fiber laser device 110 in this embodiment is a resonance type fiber laser device.

このファイバレーザ装置110は、第1実施形態における光増幅部品1と、複数の励起光源32と、光カプラ33と、第1ミラーとしての第1FBG(Fiber Bragg Grating)36及び第2ミラーとしての第2FBG37とを主な構成として備える。なお、図10に示す光増幅部品1は、図1に示した場合と異なり、簡略的に示している。   The fiber laser device 110 includes an optical amplification component 1 according to the first embodiment, a plurality of excitation light sources 32, an optical coupler 33, a first FBG (Fiber Bragg Grating) 36 serving as a first mirror, and a second mirror serving as a second mirror. 2FBG37 is provided as a main configuration. Note that the optical amplifying component 1 shown in FIG. 10 is simply shown, unlike the case shown in FIG.

第1FBG36は、入射用光ファイバ40に設けられており、増幅用光ファイバ20の長手方向に沿って一定の周期で高屈折率の部分を繰り返す構造でなる。この第1FBG36は、励起状態とされた増幅用光ファイバ20の活性元素が放出する光の少なくとも一部の波長の光を反射するよう調整される。   The first FBG 36 is provided in the incident optical fiber 40 and has a structure in which high refractive index portions are repeated at a constant period along the longitudinal direction of the amplification optical fiber 20. The first FBG 36 is adjusted so as to reflect light having a wavelength of at least a part of light emitted by the active element of the amplification optical fiber 20 in the excited state.

第2FBG37は、出力用光ファイバ70に設けられており、増幅用光ファイバ20の長手方向に沿って一定の周期で高屈折率の部分を繰り返す構造でなる。この第2FBG37は、第1FBG36が反射する光と同じ波長の光を第1FBG36よりも低い反射率で反射するよう調整される。   The second FBG 37 is provided in the output optical fiber 70 and has a structure in which a portion having a high refractive index is repeated at a constant period along the longitudinal direction of the amplification optical fiber 20. The second FBG 37 is adjusted to reflect light having the same wavelength as the light reflected by the first FBG 36 with a lower reflectance than the first FBG 36.

本実施形態におけるファイバレーザ装置110では、増幅用光ファイバ20における第1クラッド22に入射した励起光は、当該増幅用光ファイバ20における第1クラッド22及びコア21を伝搬し、当該励起光によってコア21に添加される活性元素が励起され、当該活性元素から特定の波長の光が放出される。   In the fiber laser device 110 according to the present embodiment, the pumping light incident on the first cladding 22 in the amplification optical fiber 20 propagates through the first cladding 22 and the core 21 in the amplification optical fiber 20 and is cored by the pumping light. The active element added to 21 is excited, and light having a specific wavelength is emitted from the active element.

この光は、増幅用光ファイバ20のコア21を伝搬し、特定波長の光が第1FBG36と第2FBG37との間を往来するとともに増幅され、増幅された光の一部が第2FBG37を透過して増幅用光ファイバ20の出力端から出力用光ファイバ70に出射される。   This light propagates through the core 21 of the amplification optical fiber 20, light of a specific wavelength travels between the first FBG 36 and the second FBG 37 and is amplified, and a part of the amplified light passes through the second FBG 37. The light is emitted from the output end of the amplification optical fiber 20 to the output optical fiber 70.

このようなファイバレーザ装置110は、その構成要素の一部として第1実施形態の光増幅部品1を備えている。このため、本実施形態のファイバレーザ装置110は、ファイバレーザ装置100と同様に、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することを格段に低減することができる。また、本実施形態のファイバレーザ装置110は、光増幅部品1のいずれかを備えていない場合に比べて小型化を図ることができる。   Such a fiber laser device 110 includes the optical amplification component 1 of the first embodiment as a part of its constituent elements. For this reason, the fiber laser device 110 of the present embodiment, like the fiber laser device 100, can significantly reduce deterioration of the amplification optical fiber due to heat generated at one end of the amplification optical fiber. Can do. Further, the fiber laser device 110 of the present embodiment can be downsized as compared with the case where any of the optical amplification components 1 is not provided.

なお、本実施形態におけるファイバレーザ装置110では、光増幅部品1に代えて、第2実施形態の光増幅部品2又は第3実施形態の光増幅部品3が適用されても良い。光増幅部品2又は光増幅部品3が適用されて場合であっても、増幅用光ファイバの一端部分で発生する熱に起因して増幅用光ファイバが劣化することを低減でき、また小型化を図ることができる。   In the fiber laser device 110 according to the present embodiment, the optical amplification component 2 of the second embodiment or the optical amplification component 3 of the third embodiment may be applied instead of the optical amplification component 1. Even when the optical amplification component 2 or the optical amplification component 3 is applied, it is possible to reduce deterioration of the amplification optical fiber due to heat generated at one end portion of the amplification optical fiber, and to reduce the size. Can be planned.

以上、第1実施形態〜第5記実施形態が一例として説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述の光増幅部品1〜3、ファイバレーザ装置100あるいはファイバレーザ装置110における各構成要素は、上記実施形態に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。   As mentioned above, although 1st Embodiment-5th Embodiment were described as an example, this invention is not limited to the said embodiment. The components in the optical amplification components 1 to 3 and the fiber laser device 100 or the fiber laser device 110 described above are combined, omitted, or modified as appropriate without departing from the purpose of the present application, in addition to the contents shown in the embodiment. A well-known technique can be added.

本発明に係る光増幅部品及びファイバレーザ装置は、増幅用光ファイバを取り扱う産業上分野において利用可能性がある。   The optical amplifying component and the fiber laser device according to the present invention can be used in the industrial field of handling an optical fiber for amplification.

1〜3・・・光増幅部品
10〜13・・・放熱板
20・・・増幅用光ファイバ
21・・・コア
22・・・第1クラッド
23・・・第2クラッド
24・・・被覆層
31・・・種光源
32・・・第1励起光源
33・・・第2励起光源
34・・・入射側光カプラ
35・・・出力側光カプラ
40・・・入射用光ファイバ
50・・・励起光入射用ファイバ
60・・・励起光入射用ファイバ
70・・・出力用光ファイバ
100,110・・・ファイバレーザ装置
SC1・・・内側区間
SC2・・・外側区間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-3 ... Optical amplification component 10-13 ... Heat sink 20 ... Amplifying optical fiber 21 ... Core 22 ... 1st clad 23 ... 2nd clad 24 ... Covering layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Seed light source 32 ... 1st excitation light source 33 ... 2nd excitation light source 34 ... Incident side optical coupler 35 ... Output side optical coupler 40 ... Incident optical fiber 50 ... Pumping light incident fiber 60 ... Pumping light incident fiber 70 ... Output optical fiber 100, 110 ... Fiber laser device SC1 ... Inner section SC2 ... Outer section

Claims (7)

放熱板と、前記放熱板に一部が配置される増幅用光ファイバとを備え、
前記増幅用光ファイバの一端から、前記増幅用光ファイバの一端及び他端間における途中の位置までのファイバ部分が前記放熱板上に配置され、
前記ファイバ部分は、前記位置から外側に向かって前記増幅用光ファイバの直径未満の隙間を有する状態で1周以上にわたって巻かれる内側区間と、前記内側区間よりも外側において前記内側区間から前記増幅用光ファイバの直径以上離される外側区間とを有する
ことを特徴とする光増幅部品。
A heat sink, and an amplification optical fiber partially disposed on the heat sink,
A fiber portion from one end of the amplification optical fiber to an intermediate position between one end and the other end of the amplification optical fiber is disposed on the heat sink,
The fiber portion has an inner section that is wound over one or more turns in a state having a gap smaller than the diameter of the amplification optical fiber from the position toward the outside, and the amplification section from the inner section outside the inner section. An optical amplifying component comprising an outer section separated by a diameter equal to or greater than the diameter of the optical fiber.
前記外側区間における前記増幅用光ファイバは、前記増幅用光ファイバの直径以上の隙間を有する状態で前記内側区間の周囲を1周以上にわたって巻かれる
ことを特徴とする請求項1に記載の光増幅部品。
2. The optical amplification according to claim 1, wherein the amplification optical fiber in the outer section is wound over the circumference of the inner section in a state having a gap larger than the diameter of the amplification optical fiber. parts.
前記外側区間における前記増幅用光ファイバは、先端に向かうほど前記内側区間から離される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光増幅部品。
3. The optical amplification component according to claim 1, wherein the amplification optical fiber in the outer section is separated from the inner section toward the tip. 4.
前記放熱板は、前記内側区間が配置される放熱部位の熱放散量よりも、前記外側区間における前記増幅用光ファイバの一端部分が配置される放熱部位の熱放散量のほうが大きい構造とされる
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光増幅部品。
The heat radiating plate has a structure in which the heat dissipation amount of the heat radiating portion where the one end portion of the amplification optical fiber in the outer section is disposed is larger than the heat radiating amount of the heat radiating portion where the inner section is disposed. The optical amplification component according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記放熱板の放熱面には凹部が形成され、隣り合うファイバ間が仕切られることなく前記凹部内に前記ファイバ部分が配置される
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光増幅部品。
5. The concave portion is formed in the heat radiating surface of the heat radiating plate, and the fiber portion is disposed in the concave portion without partitioning adjacent fibers. An optical amplification component as described in 1.
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光増幅部品と、
種光源及び励起光源と、
前記種光源から出射される種光を前記増幅用光ファイバの一端におけるコアに入射するとともに、前記励起光源から出射される励起光を前記増幅用光ファイバの一端におけるクラッドに入射する光カプラと
を備えることを特徴とするファイバレーザ装置。
The optical amplification component according to any one of claims 1 to 5,
A seed light source and an excitation light source;
An optical coupler that makes the seed light emitted from the seed light source enter the core at one end of the amplification optical fiber and makes the excitation light emitted from the excitation light source enter the cladding at one end of the amplification optical fiber; A fiber laser device comprising:
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光増幅部品と、
励起光源と、
前記励起光源から出射される励起光を前記増幅用光ファイバの一端におけるクラッドに入射する光カプラと、
前記増幅用光ファイバのコアに添加される活性元素が放出する光の少なくとも一部を反射する第1ミラーと、
前記第1ミラーが反射する光を前記第1ミラーよりも低い反射率で反射する第2ミラーと
を備えることを特徴とするファイバレーザ装置。
The optical amplification component according to any one of claims 1 to 5,
An excitation light source;
An optical coupler that makes the excitation light emitted from the excitation light source incident on the cladding at one end of the amplification optical fiber;
A first mirror that reflects at least part of the light emitted by the active element added to the core of the amplification optical fiber;
A fiber laser device comprising: a second mirror that reflects light reflected by the first mirror with a lower reflectance than the first mirror.
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