JP6182521B2 - 光ファイバレーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバレーザ装置に関する。

近年、レーザ発振器またはレーザ増幅器の増幅媒質に光ファイバを用いる光ファイバレーザ装置の利用が各分野で広がっている。このような光ファイバレーザ装置を実際に使用する際には、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度を監視する必要性がある。しかしながら、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度を直接的に測定することはできない。

そこで、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の一部を分岐し、分岐されたレーザ光の強度を検出器で測定する方法が一般に採用されている。光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の一部を分岐するためには、例えばＴＡＰカプラやＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexer）カプラなどの分岐素子が用いられる（例えば特許文献１参照）。

このように分岐されたレーザ光の強度を検出器で測定した場合、理想的には、検出器で測定されたレーザ光の強度は、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度に比例することになる。また、検出器から出力される光電流（光電流を増幅した電流を含む。以下同じ）は、理想的には、検出器で測定されたレーザ光の強度に比例することになる。したがって、検出器から出力される光電流は、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度に比例することになり、検出器から出力される光電流を監視することで、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度を監視することが可能になる。

国際公開２０１４／０１４０６８号

しかしながら、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子は分岐比に関する波長依存性を有し、複数波長のレーザ光を分岐した場合、波長ごとの分岐比が一定にならないという問題がある。その場合、検出器で測定されたレーザ光の強度を定数倍しても、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度を正しく測定したことにはならない。

また、検出器の感度も波長依存性が有り、検出器から出力される光電流を定数倍しても、光ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の強度を正しく測定したことにはならない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、出力されているレーザ光の強度を高精度に測定することができる光ファイバレーザ装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する検出器と、前記分岐素子の検出ポートと前記検出器との間に設けられ、前記第１の波長と前記第２の波長との間で透過率が異なる波長依存性素子と、を備え、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記波長依存性素子における前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差とを相殺させることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長および前記第２の波長の透過率を、それぞれａ（λ_１）およびａ（λ_２）とし、前記波長依存性素子における前記第１の波長および前記第２の波長の透過率を、それぞれｂ（λ_１）およびｂ（λ_２）としたとき、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）とが略等しいことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布と、前記波長依存性素子の透過率分布とは、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方において、波長に関する傾きの正負が反対であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する際に、前記第１の波長と前記第２の波長の間で感度が異なる検出器と、を備え、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記検出器における前記第１の波長と前記第２の波長と間の感度差とを相殺させることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長および前記第２の波長との透過率を、それぞれａ（λ_１）およびａ（λ_２）とし、前記検出器における前記第１の波長および前記第２の波長の感度を示す係数を、それぞれｓ（λ_１）およびｓ（λ_２）としたとき、ａ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｓ（λ_２）とが略等しいことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布と、前記検出の感度を示す係数の分布とは、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方において、波長に関する傾きの正負が反対であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する際に、前記第１の波長と前記第２の波長の間で感度が異なる検出器と、前記分岐素子の検出ポートと前記検出器との間に設けられ、前記第１の波長と前記第２の波長の間で透過率が異なる波長依存性素子と、を備え、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記波長依存性素子における前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記検出器における前記第１の波長と前記第２の波長と間の感度差とを相殺させることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長および前記第２の波長との透過率を、それぞれａ（λ_１）およびａ（λ_２）とし、前記波長依存性素子における前記第１の波長および前記第２の波長の透過率を、それぞれｂ（λ_１）およびｂ（λ_２）とし、前記検出器における前記第１の波長および前記第２の波長の感度を、それぞれｓ（λ_１）およびｓ（λ_２）としたとき、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）とが略等しいことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布と、前記波長依存性素子の透過率分布または前記検出の感度を示す係数の分布とは、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方において、波長に関する傾きの正負が反対であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する検出器と、を備え、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートへの透過率が、前記第１の波長と第２の波長とで略一致することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートへの透過率が、前記第１の波長と第２の波長の間で略平坦であることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートへの透過率が、前記第１の波長と前記第２の波長とは異なる波長において、前記第１の波長および前記第２の波長のいずれとも異なる透過率を有するとともに、前記第１の波長と第２の波長の透過率は略一致することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布は、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方が波長に関する極値となっていることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布は、前記第１の波長と前記第２の波長との間に極値を有することを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る光ファイバレーザ装置は、上記発明において、前記検出器が出力する光電流に基づいて、前記レーザ光をレーザ発振するための励起用光源の出力をフィードバック制御する制御部をさらに備えることを特徴とする。

本発明に係る光ファイバレーザ装置は、出力されているレーザ光の強度を高精度に測定することができるという効果を奏する。

図１は、光ファイバレーザ装置の基本構成を示す模式図である。 図２は、第１構成例に係るレーザ発振器を示す模式図である。 図３は、第２構成例に係るレーザ発振器を示す模式図である。 図４は、第３構成例に係るレーザ発振器を示す模式図である。 図５は、第４構成例に係るレーザ発振器を示す模式図である。 図６は、第５構成例に係るレーザ発振器を示す模式図である。 図７は、第６構成例に係るレーザ発振器を示す模式図である。 図８は、第１構成例に係るレーザ増幅器を示す模式図である。 図９は、第２構成例に係るレーザ増幅器を示す模式図である。 図１０は、第３構成例に係るレーザ増幅器を示す模式図である。 図１１は、出力側の監視部の構成例を示す図である。 図１２は、戻り光側の監視部の構成例を示す図である。 図１３は、分岐素子が波長依存性を持つ場合の問題点を示す図である。 図１４は、検出器が波長依存性を持つ場合の問題点を示す図である。 図１５は、シリコンを受光素子に用いたフォトダイオードの分光感度を示す図である。 図１６は、インジウムガリウムヒ素を受光素子に用いたフォトダイオードの分光感度を示す図である。 図１７は、実施例１の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図１８は、実施例２の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図１９は、実施例３の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図２０は、実施例４の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図２１は、実施例５の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図２２は、実施例６の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図２３は、実施例７の光ファイバレーザ装置における監視部を示す図である。 図２４は、第３実施形態に係る光ファイバレーザ装置の概略構成を示す図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る光ファイバレーザ装置について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

〔基本構成〕
まず、光ファイバレーザ装置の基本構成について説明する。図１は、光ファイバレーザ装置１０００の基本構成を示す模式図である。図２〜図７は、光ファイバレーザ装置１０００が備えるレーザ発振器１００の構成例であり、図８〜図１０は、光ファイバレーザ装置１０００が備えるレーザ増幅器２００の構成例である。また、図１１は、光ファイバレーザ装置１０００が備える出力側の監視部３００の構成例であり、図１２は、光ファイバレーザ装置１０００が備える戻り光側の監視部４００の構成例である。

図１に示されるように、光ファイバレーザ装置１０００は、レーザ発振器１００とレーザ増幅器２００と出力側の監視部３００と戻り光側の監視部４００とを備えている。ただし、レーザ増幅器２００は、必要に応じて追加すればよい構成であり、出力側の監視部３００および戻り光側の監視部４００は、いずれか一方または両方を備える構成とすることができる。

図１に示されるように、戻り光側の監視部４００とレーザ発振器１００とレーザ増幅器２００と出力側の監視部３００とは、それぞれが光ファイバ１００１，１００２，１００３，１００４，１００５で繋がれている。光ファイバ１００１，１００２，１００３，１００４，１００５は、例えば波長１０００ｎｍ〜１２００ｎｍの光をシングルモードで伝搬するシングルモード光ファイバであるが、技術的観点に基づいて実質的には基本モードを伝搬しつつ、数個程度の低次モードを僅かに（例えば１％程度）伝搬する、いわゆるフューモード光ファイバやマルチモード光ファイバ等を要所的に用いても構わない。

次に、光ファイバレーザ装置１０００が備えるレーザ発振器１００の構成例について説明する。

（発振器の第１構成例）
図２は、第１構成例に係るレーザ発振器１１０を示す模式図である。図２に示されるように、第１構成例に係るレーザ発振器１１０は、増幅用光ファイバ１１１と、第１の光反射器１１２と、第２の光反射器１１３と、第１の励起光合波器１１４ａと、第２の励起光合波器１１４ｂと、励起用光源１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄとを備えている。

図２に示されるように、第１構成例に係るレーザ発振器１１０は、いわゆる双方向励起型の構成を採用している。すなわち、第１構成例に係るレーザ発振器１１０は、第１の光反射器１１２の前段から、第１の光反射器１１２を介して増幅用光ファイバ１１１へ向かって前方に励起光を導入すると共に、第２の光反射器１１３の後段から、第２の光反射器１１３を介して増幅用光ファイバ１１１へ向かって後方に励起光を導入している。

第１の光反射器１１２の前段には、励起用光源１１５ａ，１１５ｂが出力する励起光を合波し、第１の光反射器１１２へ励起光を出力するための第１の励起光合波器１１４ａが設けられ、第２の光反射器１１３の後段には、励起用光源１１５ｃ，１１５ｄが出力する励起光を合波し、第２の光反射器１１３へ励起光を出力するための第２の励起光合波器１１４ｂが設けられている。

増幅用光ファイバ１１１は、石英系ガラスからなるコア部に増幅物質であるイッテルビウム（Ｙｂ）イオンが添加され、コア部の外周には石英系ガラスからなる内側クラッド層と樹脂等からなる外側クラッド層とが順次形成されたダブルクラッド型の光ファイバである。

第１の光反射器１１２および第２の光反射器１１３は、波長特性の異なる例えばファイバブラッググレーティング（Fiber Bragg Grating：ＦＢＧ）で構成されている。第１の光反射器１１２および第２の光反射器１１３は、波長１０００ｎｍ〜１２００ｎｍの光をシングルモードで伝搬する特性のコアを有する光ファイバにおいて、そのコアに回折格子を設けることによって構成されている。

第１の光反射器１１２は、中心波長が例えば１０８４ｎｍであり、中心波長およびその周辺の約２ｎｍの幅の波長帯域における反射率が約１００％である。また、励起光として波長９１５ｎｍの光を用いる場合、第１の光反射器１１２は波長９１５ｎｍの光はほとんど透過する特性を有する。一方、第２の光反射器１１３は、中心波長が第１の光反射器１１２と略同じの例えば１０８４ｎｍであり、中心波長における反射率が１０％〜３０％程度であり、反射波長帯域の半値全幅が約１ｎｍである。また、励起光として波長９１５ｎｍの光を用いる場合、第２の光反射器１１３は波長９１５ｎｍの光はほとんど透過する特性を有する。なお、波長９１５ｎｍの励起光ではなく、例えば波長９７５ｎｍの励起光を用いる場合、第１の光反射器１１２および第２の光反射器１１３は、波長９７５ｎｍの光はほとんど透過する特性とすることが好ましい。

励起光合波器１１４ａ，１１４ｂは、例えばＴＦＢ（Tapered Fiber Bundle）によって構成されている。励起光合波器１１４ａ，１１４ｂは、それぞれが光ファイバからなるＡシグナルポートとＢシグナルポートと励起用光源に接続される複数の励起光用ポートとを備えている。ここで、Ａシグナルポートとは、励起光用ポートからの入力が出力されるポートと定義し、ＢシグナルポートはＡシグナルポートに対向するポートと定義する。なお、励起光合波器のポートの名称は、以下の本明細書中で同様の定義を採用する。

ＡシグナルポートおよびＢシグナルポートの間にはコアが延伸しており、該コアはレーザ発振波長においてシングルモード伝搬特性を有することが好ましいが、いわゆるフューモード伝搬特性を有する構成であってもよい。

一方、励起光用ポートは、励起光波長においてマルチモード伝搬特性を有する（マルチモード）コアを備えた光ファイバで構成されている。各励起光用ポートを構成するマルチモード光ファイバは、そのマルチモードコアがＡシグナルポートを構成する光ファイバのコアの周りを囲むように構成されている。

励起光合波器１１４ａ，１１４ｂのＡシグナルポートは、Ｂシグナルポートから延伸しているコアがシングルモードコアに、各励起光用ポートから延伸しているコアが内側クラッドに結合するように、ダブルクラッド型の光ファイバに接続されている。これにより、光ファイバ１００２、１００３と光ファイバ共振器との間が、本実施形態においてはシングルモードで結合される。一方、各励起光用ポートに入力された励起光波長の光は、マルチモードで増幅用光ファイバ１１１の内側クラッドに結合する。

上記構成により、レーザ発振器１１０は、波長９１５ｎｍの励起光が導入された場合に波長１０８４ｎｍのレーザ光を発振し、当該レーザ光を光ファイバ１００３へ出力する構成となる。

（発振器の第２構成例）
図３は、第２構成例に係るレーザ発振器１２０を示す模式図である。図３に示されるように、第２構成例に係るレーザ発振器１２０は、増幅用光ファイバ１２１と、第１の光反射器１２２と、第２の光反射器１２３と、励起光合波器１２４と、励起用光源１２５ａ，１２５ｂとを備えている。

図３に示されるように、第２構成例に係るレーザ発振器１２０は、いわゆる前方向励起型の構成を採用している。すなわち、第２構成例に係るレーザ発振器１２０は、第１の光反射器１２２の前段から、第１の光反射器１２２を介して増幅用光ファイバ１２１へ向かって前方に励起光を導入している。

第１の光反射器１２２の前段には、励起用光源１２５ａ，１２５ｂが出力する励起光を合波し、第１の光反射器１２２へ励起光を出力するための励起光合波器１２４が設けられている。

なお、増幅用光ファイバ１２１、第１の光反射器１２２、第２の光反射器１２３、および励起光合波器１２４の構成は、先述の第１構成例と同様である。

上記構成により、レーザ発振器１２０は、波長９１５ｎｍの励起光が導入された場合に波長１０８４ｎｍのレーザ光を発振し、当該レーザ光を光ファイバ１００３へ出力する構成となる。

（発振器の第３構成例）
図４は、第３構成例に係るレーザ発振器１３０を示す模式図である。図４に示されるように、第３構成例に係るレーザ発振器１３０は、増幅用光ファイバ１３１と、第１の光反射器１３２と、第２の光反射器１３３と、励起光合波器１３４と、励起用光源１３５ａ，１３５ｂとを備えている。

図４に示されるように、第３構成例に係るレーザ発振器１３０は、いわゆる後方向励起型の構成を採用している。すなわち、第３構成例に係るレーザ発振器１３０は、第２の光反射器１３３の後段から、第２の光反射器１３３を介して増幅用光ファイバ１３１へ向かって後方に励起光を導入している。

第２の光反射器１３３の後段には、励起用光源１３５ａ，１３５ｂが出力する励起光を合波し、第２の光反射器１３３へ励起光を出力するための励起光合波器１３４が設けられている。

なお、増幅用光ファイバ１３１、第１の光反射器１３２、第２の光反射器１３３、および励起光合波器１３４の構成は、先述の第１構成例と同様である。

上記構成により、レーザ発振器１３０は、波長９１５ｎｍの励起光が導入された場合に波長１０８４ｎｍのレーザ光を発振し、当該レーザ光を光ファイバ１００３へ出力する構成となる。

（発振器の第４構成例）
図５は、第４構成例に係るレーザ発振器１４０を示す模式図である。図５に示されるように、第４構成例に係るレーザ発振器１４０は、増幅用光ファイバ１４１と、第１の光反射器１４２と、第２の光反射器１４３と、第１の励起光合波器１４４ａと、第２の励起光合波器１４４ｂと、励起用光源１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃ，１４５ｄとを備えている。

図５に示されるように、第４構成例に係るレーザ発振器１４０は、いわゆる双方向励起型の構成を採用している。しかしながら、第１構成例とは異なり、第４構成例に係るレーザ発振器１４０は、第１の光反射器１４２を介さず増幅用光ファイバ１４１へ向かって前方に励起光を導入すると共に、第２の光反射器１４３を介さず増幅用光ファイバ１４１へ向かって後方に励起光を導入している。

第１の光反射器１４２と増幅用光ファイバ１４１との間には、励起用光源１４５ａ，１４５ｂが出力する励起光を合波し、増幅用光ファイバ１４１へ励起光を出力するための第１の励起光合波器１４４ａが設けられ、第２の光反射器１４３と増幅用光ファイバ１４１との間には、励起用光源１４５ｃ，１４５ｄが出力する励起光を合波し、増幅用光ファイバ１４１へ励起光を出力するための第２の励起光合波器１４４ｂが設けられている。

なお、増幅用光ファイバ１４１、第１の光反射器１４２、第２の光反射器１４３、および、第１および第２の励起光合波器１４４ａ，１４４ｂの構成は、先述の第１構成例と同様である。

上記構成により、レーザ発振器１４０は、波長９１５ｎｍの励起光が導入された場合に波長１０８４ｎｍのレーザ光を発振し、当該レーザ光を光ファイバ１００３へ出力する構成となる。

（発振器の第５構成例）
図６は、第５構成例に係るレーザ発振器１５０を示す模式図である。図６に示されるように、第５構成例に係るレーザ発振器１５０は、増幅用光ファイバ１５１と、第１の光反射器１５２と、第２の光反射器１５３と、励起光合波器１５４と励起用光源１５５ａ，１５５ｂとを備えている。

図６に示されるように、第５構成例に係るレーザ発振器１５０は、いわゆる前方向励起型の構成を採用している。しかしながら、第２構成例とは異なり、第５構成例に係るレーザ発振器１５０は、第１の光反射器１５２を介さず増幅用光ファイバ１５１へ向かって前方に励起光を導入している。

第１の光反射器１５２と増幅用光ファイバ１５１との間には、励起用光源１５５ａ，１５５ｂが出力する励起光を合波し、増幅用光ファイバ１５１へ励起光を出力するための励起光合波器１５４が設けられている。

なお、増幅用光ファイバ１５１、第１の光反射器１５２、第２の光反射器１５３、および励起光合波器１５４の構成は、先述の第１構成例と同様である。

上記構成により、レーザ発振器１５０は、波長９１５ｎｍの励起光が導入された場合に波長１０８４ｎｍのレーザ光を発振し、当該レーザ光を光ファイバ１００３へ出力する構成となる。

（発振器の第６構成例）
図７は、第６構成例に係るレーザ発振器１６０を示す模式図である。図７に示されるように、第６構成例に係るレーザ発振器１６０は、増幅用光ファイバ１６１と、第１の光反射器１６２と、第２の光反射器１６３と、励起光合波器１６４と、励起用光源１６５ａ，１６５ｂとを備えている。

図７に示されるように、第６構成例に係るレーザ発振器１６０は、いわゆる後方向励起型の構成を採用している。しかしながら、第３構成例とは異なり、第６構成例に係るレーザ発振器１６０は、第２の光反射器１６３を介さず増幅用光ファイバ１６１へ向かって後方に励起光を導入している。

第２の光反射器１６３と増幅用光ファイバ１６１との間には、励起用光源１６５ａ，１６５ｂが出力する励起光を合波し、増幅用光ファイバ１６１へ励起光を出力するための励起光合波器１６４が設けられている。

なお、増幅用光ファイバ１６１、第１の光反射器１６２、第２の光反射器１６３、および励起光合波器１６４の構成は、先述の第１構成例と同様である。

上記構成により、レーザ発振器１６０は、波長９１５ｎｍの励起光が導入された場合に波長１０８４ｎｍのレーザ光を発振し、当該レーザ光を光ファイバ１００３へ出力する構成となる。

次に、光ファイバレーザ装置１０００が備えるレーザ増幅器２００の構成例について説明する。

（増幅器の第１構成例）
図８は、第１構成例に係るレーザ増幅器２１０を示す模式図である。図８に示されるように、第１構成例に係るレーザ増幅器２１０は、増幅用光ファイバ２１１と、第１の励起光合波器２１２ａと、第２の励起光合波器２１２ｂと、励起用光源２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄとを備えている。

第１構成例に係るレーザ増幅器２１０は、レーザ発振器が発振したレーザ光を増幅させるＭＯＰＡ（Master Oscillator Power-Amplifier）構成を採用している。すなわち、レーザ増幅器２１０は、光ファイバ１００３を介して入力されたレーザ光を増幅用光ファイバ２１１にて増幅し、増幅されたレーザ光を光ファイバ１００４へ出力する構成を有する。

第１の励起光合波器２１２ａおよび第２の励起光合波器２１２ｂは、例えば先述のＴＦＢによって構成されている。光ファイバ１００３は第１の励起光合波器２１２ａのＢシグナルポートに接続され、増幅用光ファイバ２１１は第１の励起光合波器２１２ａのＡシグナルポートに接続され、励起用光源２１３ａ，２１３ｂは第１の励起光合波器２１２ａの励起光用ポートに接続されている。光ファイバ１００４は第２の励起光合波器２１２ｂのＢシグナルポートに接続され、増幅用光ファイバ２１１は第２の励起光合波器２１２ｂのＡシグナルポートに接続され、励起用光源２１３ｃ，２１３ｄは第２の励起光合波器２１２ｂの励起光用ポートに接続されている。

上記構成により、光ファイバ１００３から入力されたレーザ光は、励起用光源２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄから入力された励起光の作用により、増幅用光ファイバ２１１にて増幅され、光ファイバ１００４へ出力される。

（増幅器の第２構成例）
図９は、第２構成例に係るレーザ増幅器２２０を示す模式図である。図９に示されるように、第２構成例に係るレーザ増幅器２２０は、増幅用光ファイバ２２１と、励起光合波器２２２と、励起用光源２２３ａ，２２３ｂとを備えている。

第２構成例に係るレーザ増幅器２２０は、レーザ発振器が発振したレーザ光を増幅させるＭＯＰＡ構成を採用している。すなわち、レーザ増幅器２２０は、光ファイバ１００３を介して入力されたレーザ光を増幅用光ファイバ２２１にて増幅し、増幅されたレーザ光を光ファイバ１００４へ出力する構成を有する。

励起光合波器２２２は、例えば先述のＴＦＢによって構成されている。光ファイバ１００３は励起光合波器２２２のＢシグナルポートに接続され、増幅用光ファイバ２２１は励起光合波器２２２のＡシグナルポートに接続され、励起用光源２２３ａ，２２３ｂは励起光合波器２２２の励起光用ポートに接続されている。光ファイバ１００４は増幅用光ファイバ２２１に接続されている。

上記構成により、光ファイバ１００３から入力されたレーザ光は、励起用光源２２３ａ，２２３ｂから入力された励起光の作用により、増幅用光ファイバ２２１にて増幅され、光ファイバ１００４へ出力される。

（増幅器の第３構成例）
図１０は、第３構成例に係るレーザ増幅器２３０を示す模式図である。図１０に示されるように、第３構成例に係るレーザ増幅器２３０は、増幅用光ファイバ２３１と、励起光合波器２３２と、励起用光源２３３ａ，２３３ｂとを備えている。

第３構成例に係るレーザ増幅器２３０は、レーザ発振器が発振したレーザ光を増幅させるＭＯＰＡ構成を採用している。すなわち、レーザ増幅器２３０は、光ファイバ１００３を介して入力されたレーザ光を増幅用光ファイバ２３１にて増幅し、増幅されたレーザ光を光ファイバ１００４へ出力する構成を有する。

励起光合波器２３２は、例えば先述のＴＦＢによって構成されている。光ファイバ１００３は増幅用光ファイバ２３１に接続されている。光ファイバ１００４は励起光合波器２３２のＢシグナルポートに接続され、増幅用光ファイバ２３１は励起光合波器２３２のＡシグナルポートに接続され、励起用光源２３３ａ，２３３ｂは励起光合波器２３２の励起光用ポートに接続されている。

上記構成により、光ファイバ１００３から入力されたレーザ光は、励起用光源２３３ａ，２３３ｂから入力された励起光の作用により、増幅用光ファイバ２３１にて増幅され、光ファイバ１００４へ出力される。

（監視部の構成例）
ここで、図１１および図１２を参照しながら、光ファイバレーザ装置１０００が備える出力側の監視部３００および戻り光側の監視部４００の構成例の説明を行う。

図１１に示される監視部３１０は、レーザ光の出力を監視するための典型的な構成を概略的に示したものである。監視部３１０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３１１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３１２と、分岐素子３１１と検出器３１２とを接続する光ファイバ３１３とを備えている。

光ファイバ１００４を介して分岐素子３１１に入力されたレーザ光は、所定の分岐比で分岐され、光ファイバ１００５と光ファイバ３１３とに出力される。ここで、光ファイバ１００５に出力されるレーザ光が装置の出力レーザ光となり、光ファイバ３１３に出力されるレーザ光が検出に用いられる検出レーザ光となる。したがって、光ファイバ１００４に接続されている分岐素子３１１のポートを入力ポートと呼び、光ファイバ１００５に接続されている分岐素子３１１のポートを出力ポートと呼び、光ファイバ３１３に接続されている分岐素子３１１のポートを検出ポートと呼ぶものとする。以下、他の分岐素子のポートについても同様の呼び名を定義する。

分岐素子３１１に入力されるレーザ光の強度をＰｉとし、分岐素子３１１の分岐比をｔ：ａとした場合、理想的には、光ファイバ１００５に出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ＊Ｐｉとなり、光ファイバ３１３に出力されるレーザ光の強度はＰｄ＝ａ＊Ｐｉとなる。

そこで、レーザ光の強度Ｐｄを検出器３１２にて測定すれば、光ファイバ１００５に出力されるレーザ光の強度Ｐｏは、Ｐｏ＝Ｐｄ＊ｔ／ａとして算出できる。

また、検出器３１２が出力する光電流は、理想的には、光ファイバ３１３から検出器３１２に入力されるレーザ光の強度に比例する。つまり、検出器３１２の感度を示す係数をｓとし、光電流をＩｄとした場合、光ファイバ１００５に出力されるレーザ光の強度Ｐｏは、Ｐｏ＝Ｉｄ＊ｓ＊ｔ／ａとなる。

なお、戻り光の検出についても同様な関係が成り立つ。図１２に示される監視部４１０は、レーザ光の出力を監視するための典型的な構成を概略的に示したものである。すなわち、監視部４１０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子４１１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器４１２と、分岐素子４１１と検出器４１２とを接続する光ファイバ４１３とを備えている。

この場合も、分岐素子４１１に入力される戻り光の強度Ｐｂは、Ｐｒ＝ｔ＊ＰｂとＰｄ＝ａ＊Ｐｂに分岐されるので、検出器４１２でレーザ光の強度Ｐｄを測定すれば、光ファイバ１００１に出力される戻り光の強度Ｐｒは、Ｐｒ＝Ｐｄ＊ｔ／ａとして算出できる。また、検出器４１２の感度を示す係数をｓとし、光電流をＩｄとした場合、光ファイバ１００５に出力される戻り光の強度Ｐｒは、Ｐｒ＝Ｉｄ＊ｓ＊ｔ／ａとなる。

以上は、理想的な条件の下、レーザ光の強度を計算したが、例えばレーザ発振器１００が出力するレーザ光の波長が複数である場合、上記の計算が成立しなくなる。

以下に、レーザ発振器１００が出力するレーザ光の波長が複数である場合の例として、誘導ラマン散乱（ＳＲＳ：Stimulated Raman Scattering）が発生している場合を考える。

ＳＲＳとは、非線形光学現象の一つであり、強度が高められたレーザ光が光ファイバ中を伝搬することによって発生する。このＳＲＳ光は、本来のレーザ光の主成分と比較しても数割程度まで大きく発生することがあり、このＳＲＳ光を含めたレーザ光を出力を正確に測定することが重要である。

例えば、上記説明した構成例のように、Ｙｂドープファイバを利得媒体に用い、波長９１５ｎｍの励起光で励起して波長１０８４ｎｍのレーザ発振を行うレーザ発振器を用いた場合、ＳＲＳ光は、波長１１３５ｎｍ付近に発生する。なお、励起光の波長は例えば９１５ｎｍや９７５ｎｍがあり、これに対応して発振波長は例えば１０７０ｎｍや１０８４ｎｍとなる（１０３０〜１１２０ｎｍ）。ＳＲＳ光はレーザ発振器の発振波長に応じて変化するので、以下で用いる波長は一例として捉えるべきものである。

図１３は、分岐素子３１１が波長依存性を持つ場合の問題点を示す図である。図１３は、上記説明した監視部３１０における分岐素子３１１が波長依存性を持つ場合に、本来のレーザ光の主成分（以下、これをシグナル光という）とＳＲＳ光が監視部３１０に入力されたことを想定している。ここで、シグナル光の波長をλ_１とし、ＳＲＳ光の波長をλ_２とする。なお、別段の断りのない限り、シグナル光の波長をλ_１とし、ＳＲＳ光の波長をλ_２として、以下の説明および図面中で用いる。

図１３（ａ）は、監視部３１０の構成にシグナル光とＳＲＳ光とが入力された場合、分岐素子３１１がレーザ光をどのように分岐するかを示している。図１３（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図１３（ｃ）は、分岐素子３１１における入力ポートから出力ポートについての波長に関する透過率分布を示している。図１３（ｄ）は、分岐素子３１１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布を示している。

図１３（ｃ）と図１３（ｄ）とを比較すると解るように、入力ポートから出力ポートに関する分岐素子３１１の透過率ｔ（λ_１），ｔ（λ_２）は、シグナル光とＳＲＳ光とで略等しいが、入力ポートから検出ポートに関する分岐素子３１１の透過率ａ（λ_１），ａ（λ_２）は、シグナル光とＳＲＳ光とで異なる。これは、一般に分岐素子３１１が出力ポートと検出ポートの透過率の比が９９９：１や９９９９：１などの大きな比を有するために、検出ポートの透過率の方が、出力ポートの透過率よりも、波長依存性の差異の影響を大きく受けるからである。

図１３（ｅ）は、図１３（ｃ）に示される透過率を有する分岐素子３１１を、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光が透過した結果のレーザ光の強度分布を示している。図１３（ａ）に示されるように、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光の強度は、Ｐｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）であり、シグナル光とＳＲＳ光とに透過率ｔ（λ_１），ｔ（λ_２）が作用し、光ファイバ１００５へ出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）となる。ここで、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１であるので、入力されたレーザ光の強度Ｐｉと出力されるレーザ光の強度Ｐｏとは略等しくなる。

一方、光ファイバ３１３へ出力されるレーザ光の場合、状況が異なる。図１３（ｆ）は、図１３（ｄ）に示される透過率を有する分岐素子３１１を、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光が透過した結果のレーザ光の強度分布を示している。図１３（ａ）に示されるように、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光の強度は、Ｐｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）であり、シグナル光とＳＲＳ光とに透過率ａ（λ_１），ａ（λ_２）が作用し、光ファイバ３１３へ出力されるレーザ光の強度はＰｄ＝ａ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）Ｐ（λ_２）となる。ここで、ａ（λ_１）とａ（λ_２）は異なるので、入力されたレーザ光の強度Ｐｉと出力されるレーザ光の強度Ｐｄとは相似形にならない。つまり、検出器３１２で測定されるレーザ光の強度Ｐｄを定数倍しても、光ファイバ１００５へ出力されるレーザ光の強度Ｐｏを計算することができない。

以上のように、分岐素子３１１が波長依存性を持つ場合には、光ファイバ１００５へ出力されるレーザ光の強度Ｐｏを正確に計算することができないという問題が発生する。

また、検出器３１２の感度が波長依存性を持つ場合にも、同様の問題が発生する。

図１４は、検出器３１２が波長依存性を持つ場合の問題点を示す図である。図１４は、上記説明した監視部３１０における分岐素子３１１が波長依存性を持つ場合に、シグナル光とＳＲＳ光とが監視部３１０に入力されたことを想定している。

図１４（ａ）は、監視部３１０にシグナル光とＳＲＳ光とが入力された場合、検出器３１２が出力する光電流の様子を示している。図１４（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図１４（ｃ）は、分岐素子３１１における入力ポートから出力ポートについての波長に関する透過率分布を示している。図１４（ｄ）は、検出器３１２の分光感度を示している。

図１４（ｄ）に示されるように、光ファイバ３１３から入力されたレーザ光に対する検出器３１２の感度ｓ（λ_１），ｓ（λ_２）は、シグナル光とＳＲＳ光とで異なる。これは、検出器３１２の受光素子の物性に起因するものであり、ある程度は不可避的に発生してしまう特性である。図１５および図１６は、それぞれシリコン（Ｓｉ）およびインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）を受光素子に用いたフォトダイオードの分光感度を示している。なお、図１５では、横軸に波長（ｎｍ）を示し、縦軸に感度の最大値を１にした相対感度を示し、図１６では、横軸に波長（μｍ）を示し、縦軸には入射光量（Ｗ）に対する光電流（Ａ）である。

図１５に示されるように、Ｓｉを用いたフォトダイオードの場合、シグナル光の波長（１０８４ｎｍ）とＳＲＳ光の波長（１１３５ｎｍ）との間で感度が大きく異なる。図１５に示される例では、波長（１０８４ｎｍ）での感度は、波長（１１３５ｎｍ）での感度よりも数倍〜十倍程度大きい。また、図１６に示されるように、ＩｎＧａＡｓを用いたフォトダイオードの場合も、シグナル光の波長（１０８４ｎｍ）とＳＲＳ光の波長（１１３５ｎｍ）との間で感度が異なる。図１６に示される例では、波長（１０８４ｎｍ）での感度は、波長（１１３５ｎｍ）での感度よりも数割程度小さい。

以上のように、Ｙｂドープの利得媒体によるファイバレーザの場合、シグナル光とＳＲＳ光とを含む波長域において、Ｓｉを用いたフォトダイオードでは、波長に対し感度が負のスロープを有し（ｓ（λ_１）＞ｓ（λ_２）)、ＩｎＧａＡｓを用いたフォトダイオードでは、波長に対し感度が正のスロープを有する（ｓ（λ_１）＜ｓ（λ_２）)。なお、受光素子の種類に依存してスロープの正負は異なるが、他の受光素子を用いても、一般にシグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との間で検出器３１２の感度が異なる。

ここで、図１４の説明に戻る。図１４（ｅ）は、図１４（ｃ）に示される透過率を有する分岐素子３１１を、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光が透過した結果のレーザ光の強度分布を示している。一方、図１４（ｆ）は、図１４（ｄ）に示される分光感度を有する検出器３１２における、光ファイバ３１３から入力されるレーザ光に対する光電流の強度を示している。図１４（ａ）に示されるように、分岐素子３１１から光ファイバ３１３を介して検出器３１２へ入力されるレーザ光の強度Ｐｄに対し、シグナル光とＳＲＳ光とにおける感度ｓ（λ_１），ｓ（λ_２）が作用するので、検出器３１２が出力する光電流は、Ｉｄ＝ｓ（λ_１）Ｐｄ（λ_１）＋ｓ（λ_２）Ｐｄ（λ_２）となる。

この場合もやはり、ｓ（λ_１）とｓ（λ_２）とは異なるので、検出器３１２が出力する光電流の強度Ｉｄを定数倍しても、光ファイバ１００５へ出力されるレーザ光の強度Ｐｏを計算することができないという問題が発生する。

以下、上記説明した問題点を解決する実施形態について説明する。

〔第１実施形態〕
第１実施形態は、シグナル光とＳＲＳ光とにおいて、分岐素子における分岐比を同じにするものである。

（第１実施例）
図１７は、第１実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３２０を示す図である。図１７（ａ）に示されるように、監視部３２０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３２１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３２２と、分岐素子３２１と検出器３２２とを接続する光ファイバ３２３とを備えている。分岐素子３２１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３２３を検出ポートに接続している。

入力ポートから出力ポートに関する透過率を、シグナル光およびＳＲＳ光のそれぞれに対して、ｔ（λ_１）およびｔ（λ_２）とする。また、入力ポートから検出ポートに関する透過率を、シグナル光およびＳＲＳ光のそれぞれに対して、ａ（λ_１）およびａ（λ_２）とする。このとき、光ファイバ１００４から入力されるシグナル光とＳＲＳ光との合成光の強度がＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、分岐素子３２１から光ファイバ１００５へ出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、分岐素子３２１から光ファイバ３２３へ出力されるレーザ光の強度はＰｄ＝ａ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

ここで、分岐素子３２１は、シグナル光とＳＲＳ光との波長で同じ分岐とするのが好ましい。すなわち、透過率ｔ（λ_１）およびｔ（λ_２）と透過率ａ（λ_１）およびａ（λ_２）において、ａ（λ_１）：ｔ（λ_１）＝ａ（λ_２）：ｔ（λ_２）となることが好ましい。典型的には、透過率ｔ（λ_１）およびｔ（λ_２）は、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１であり、したがって、透過率ａ（λ_１）およびａ（λ_２）は、ａ（λ_１）＝ａ（λ_２）となる。なお、理想的には、光ファイバ１００４から光ファイバ３２３への透過率は、シグナル光とＳＲＳ光との間の波長域で平坦であることが望ましい。

また、例えばＩｎＧａＡｓを用いたフォトダイオードを用いた場合、シグナル光とＳＲＳ光との波長間における検出器３２２の感度差は、それ程大きくはない。そこで、検出器３２２へ入力されるレーザ光の強度を、検出器３２２が出力する光電流から計算する。

図１７（ｂ）〜図１７（ｆ）は、上記説明した監視部３２０におけるレーザ光の分岐の様子を示している。図１７（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図１７（ｃ）は、分岐素子３２１における入力ポートから出力ポートについての波長に関する透過率分布を示している。図１７（ｄ）は、分岐素子３２１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布を示している。

図１７（ｅ）は、図１７（ｃ）に示される透過率を有する分岐素子３２１を、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光が透過した結果のレーザ光の強度分布を示している。図１７（ｆ）は、図１７（ｄ）に示される透過率を有する分岐素子３２１を、シグナル光とＳＲＳ光とが合成されたレーザ光が透過した結果のレーザ光の強度分布を示している。

図１７（ｃ）および図１７（ｄ）に示されるように、透過率ｔ（λ_１）とｔ（λ_２）とが等しく、透過率ａ（λ_１）とａ（λ_２）とが等しいので、図１７（ｅ）および図１７（ｆ）に示されるレーザ光の強度分布は相似形となっている。すなわち、検出器３２２に入力されるレーザ光の強度Ｐｄ＝ａ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）Ｐ（λ_２）が測定されれば、その強度Ｐｄを定数倍することにより、分岐素子３２１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）を求めることができる。

ところで、上述のように、例えばＩｎＧａＡｓを用いたフォトダイオードを用いた場合、シグナル光とＳＲＳ光との波長間における検出器３２２の感度差は、それ程大きくはないので、検出器３２２が出力する光電流の強度Ｉｄから強度Ｐｏを計算することができる。結果として、検出器３２２が出力する光電流の強度Ｉｄを用いて、分岐素子３２１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏを求めることができる。

（第２実施例）
図１８は、第２実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３３０を示す図である。図１８（ａ）に示されるように、監視部３３０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３３１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３３２と、分岐素子３３１と検出器３３２とを接続する光ファイバ３３３とを備えている。分岐素子３３１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３３３を検出ポートに接続している。

なお、第２実施例と同様に、分岐素子３３１の透過率をｔ（λ_１），ｔ（λ_２），ａ（λ_１），ａ（λ_２）と定義し、分岐素子３３１の入力ポートに入力するレーザ光の強度をＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、出力ポートから出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、検出ポートへ出力されるレーザ光の強度はＰｄ＝ａ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

図１８（ｂ）〜図１８（ｅ）は、監視部３３０におけるレーザ光の分岐の様子を示している。図１８（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図１８（ｃ）および（ｄ）は、分岐素子３３１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。

ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなど分岐素子３３１では、透過率の波長依存性が、波長に関して周期性を持つ。そこで、第２実施例では、この波長に関する透過率の周期性を利用して、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との透過率差を調整する。

図１８（ｃ）に示されるように、波長に関する透過率の周期性を利用する一つの方法として、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２との間、好ましくは中間に透過率の極値を設定する方法がある。なお、この場合の極値は極小値であっても極大値であっても構わない。このように透過率の極値を設定することによって、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とでは、透過率ａ（λ_１）とａ（λ_２）とが略等しくなる。

また、図１８（ｄ）に示されるように、波長に関する透過率の周期性を利用する一つの方法として、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２との少なくとも一方、またはそれぞれを極値に設定する方法がある。なお、極小値または極大値の種別は、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とで種別を一致させるものとする。このように透過率の極値を設定することによって、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とでは、透過率ａ（λ_１）とａ（λ_２）とが略等しくなる。

以上のように、波長に関する透過率の周期性を利用して、λ_１およびλ_２以外の波長、例えばλ_１とλ_２の間の波長における透過率を異ならせ、波長依存性を残存させることにより、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とにおける透過率ａ（λ_１）とａ（λ_２）とを略等しくする。その結果、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１なので、ａ（λ_１）：ａ（λ_２）＝ｔ（λ_１）：ｔ（λ_２）が満たされることになり、波長依存性を有する分岐素子３３１を用いた場合でも、比較的容易にλ_１とλ_２の透過率を略一致させることができる。

このことは、検出器３３２に入力されるレーザ光の強度Ｐｄ＝ａ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）Ｐ（λ_２）が測定されれば、この強度Ｐｄを定数倍することにより、分岐素子３３１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）を求めることができることを意味する。

その後、第１実施例と同様に、検出器３３２が出力する光電流の強度Ｉｄから検出器３３２へ入力されるレーザ光の強度を計算することができる。結果として、検出器３３２が出力する光電流の強度Ｉｄを用いて、分岐素子３３１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏを求めることができる。

なお、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラとして、複数のファイバを近接させた状態で融着後に溶融延伸して製作されるファイバ溶融型カプラを用いることで、耐パワー性が高く所望の波長特性を有するものを比較的容易に得ることができる。また、このようなＴＡＰカプラやＷＤＭカプラにおいては、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長とにおいてのみ上記関係を満足しているものは、より容易に製造することができる。

（第３実施例）
図１９は、第３実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３４０を示す図である。図１９（ａ）に示されるように、監視部３４０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３４１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３４２と、分岐素子３４１と検出器３４２との間に配置されたもう一つの分岐素子３４３と、分岐素子３４１と分岐素子３４３とを接続する光ファイバ３４４と、分岐素子３４３と検出器３４２とを接続する光ファイバ３４５とを備えている。分岐素子３４１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３４４を検出ポートに接続している。

ここで、第１実施例と同様に、分岐素子３４１の透過率をｔ（λ_１），ｔ（λ_２），ａ（λ_１），ａ（λ_２）と定義し、さらに、分岐素子３４３における光ファイバ３４４から光ファイバ３４５へ（検出ポート）の透過率をｂ（λ_１），ｂ（λ_２）と定義する。以上の定義によれば、分岐素子３４１の入力ポートに入力するレーザ光の強度をＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、分岐素子３４１の出力ポートに出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、光ファイバ３４５に出力されるレーザ光の強度はＰｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

図１９（ｂ）〜図１９（ｇ）は、監視部３４０におけるレーザ光の分岐の様子を示している。図１９（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図１９（ｃ）および（ｄ）は、分岐素子３４１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。図１９（ｅ）〜（ｇ）は、分岐素子３４３における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。

第３実施例では、分岐素子３４１と分岐素子３４３とで波長依存性を相殺することにより、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との透過率差を調整する。

例えば、分岐素子３４１の検出ポートの透過率が図１９（ｃ）に示されるような波長依存性を有している場合、例えば、図１９（ｅ）または（ｆ）に示されるような波長依存性を有している分岐素子３４３と組み合わせることにより、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）＝ａ（λ_２）ｂ（λ_２）とし得る。なお、図１９（ｅ）に示される波長依存性は、相互にｂ（λ_１）とｂ（λ_２）とが一致しているので、実線で示された透過率であっても破線で示された透過率であっても構わない。

以上のように、分岐素子３４１と分岐素子３４３とを組み合わせて、λ_１とλ_２における透過率波長依存性を相殺し、λ_１およびλ_２以外の波長、例えばλ_１とλ_２の間における透過率を異ならせ波長依存性を残存させるようにして、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とにおける透過率ａ（λ_１）ｂ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）とを略等しくする。結果、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１なので、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）：ａ（λ_２）ｂ（λ_２）＝ｔ（λ_１）：ｔ（λ_２）となり、波長依存性を有する分岐素子３４１,３４３を用いた場合でも比較的容易にλ_１およびλ_２の透過率を略一致させることができる。

このことは、検出器３４２に入力されるレーザ光の強度Ｐｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）Ｐ（λ_２）が測定されれば、この強度Ｐｄを定数倍することにより、分岐素子３４１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）を求めることができることを意味する。

その後、第１実施例と同様に、検出器３４２が出力する光電流の強度Ｉｄから検出器３４２へ入力されるレーザ光の強度を計算することができる。結果として、検出器３４２が出力する光電流の強度Ｉｄを用いて、分岐素子３４１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏを求めることができる。

なお、分岐素子３４１と分岐素子３４３とで波長依存性の組み合わせとして、シグナル光の波長λ_１の近傍における分岐素子３４１および分岐素子３４３の透過率の傾きは、正負が反対であることが好ましい。同様に、ＳＲＳ光の波長λ_２の近傍における分岐素子３４１および分岐素子３４３の透過率の傾きは、正負が反対であることが好ましい。分岐素子３４１と分岐素子３４３とで透過率を掛け合わせた後の透過率の傾きがより小さくなるからである。

（第４実施例）
図２０は、第４実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３５０を示す図である。図２０（ａ）に示されるように、監視部３５０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３５１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３５２と、分岐素子３５１と検出器３５２との間に配置されたもう一つの光学フィルタ３５３と、分岐素子３５１と光学フィルタ３５３とを接続する光ファイバ３５４と、光学フィルタ３５３と検出器３５２とを接続する光ファイバ３５５とを備えている。分岐素子３５１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３５４を検出ポートに接続している。

ここで、第１実施例と同様に、分岐素子３５１の透過率をｔ（λ_１），ｔ（λ_２），ａ（λ_１），ａ（λ_２）と定義し、さらに、光学フィルタ３５３の透過率をｂ（λ_１），ｂ（λ_２）と定義する。以上の定義によれば、分岐素子３５１の入力ポートに入力するレーザ光の強度をＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、分岐素子３５１の出力ポートに出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、光ファイバ３５５に出力されるレーザ光の強度はＰｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

図２０（ｂ）〜図２０（ｇ）は、監視部３５０におけるレーザ光の分岐の様子を示している。図２０（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図２０（ｃ）および（ｄ）は、分岐素子３５１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。図２０（ｅ）〜（ｇ）は、光学フィルタ３５３における波長に関する透過率分布の例を示している。

第４実施例では、分岐素子３５１の波長依存性と光学フィルタ３５３の波長特性とを相殺することにより、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との透過率差を調整する。

例えば、分岐素子３５１の検出ポートの透過率が図２０（ｃ）に示されるような波長依存性を有している場合、例えば、図２０（ｅ）または（ｆ）に示されるような波長特性を有している光学フィルタ３５３と組み合わせることにより、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）＝ａ（λ_２）ｂ（λ_２）とし得る。なお、図２０（ｅ）に示される波長依存性は、相互にｂ（λ_１）とｂ（λ_２）とが一致しているので、実線で示された透過率であっても破線で示された透過率であっても構わない。

以上のように、分岐素子３５１の波長依存性と光学フィルタ３５３の波長特性とを組み合わせて、λ_１およびλ_２における透過率を相殺し、λ_１およびλ_２以外の波長、例えばλ_１とλ_２の間の波長における透過率を異ならせ、波長依存性を残存させることにより、すべての波長域での透過率が等しくなるわけではないが、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とにおける透過率ａ（λ_１）ｂ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）とを略等しくする。その結果、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１なので、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）：ａ（λ_２）ｂ（λ_２）＝ｔ（λ_１）：ｔ（λ_２）が満たされることになり、波長依存性を有する分岐素子３５１を用いた場合でも比較的容易にλ_１およびλ_２の透過率を略一致させることができる。

したがって、第３実施例と同様に、検出器３５２が出力する光電流の強度Ｉｄを用いて、分岐素子３５１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏを求めることができる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態は、第１実施形態に加えて検出器の分光感度の影響を考慮する。

（第５実施例）
図２１は、第５実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３６０を示す図である。図２１（ａ）に示されるように、監視部３６０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３６１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３６２と、分岐素子３６１と検出器３６２との間に配置されたもう一つの分岐素子３６３と、分岐素子３６１と分岐素子３６３とを接続する光ファイバ３６４と、分岐素子３６３と検出器３６２とを接続する光ファイバ３６５とを備えている。分岐素子３６１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３６４を検出ポートに接続している。

ここで、第３実施例と同様に、分岐素子３６１および分岐素子３６３の透過率をｔ（λ_１），ｔ（λ_２），ａ（λ_１），ａ（λ_２），ｂ（λ_１），ｂ（λ_２）と定義し、さらに、検出器３６２の分光感度をｓ（λ_１），ｓ（λ_２）と定義する。以上の定義によれば、分岐素子３６１の入力ポートに入力するレーザ光の強度をＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、分岐素子３６１の出力ポートに出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、検出器３６２が出力する光電流の強度はＩｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

図２１（ｂ）〜図２１（ｇ）は、監視部３６０におけるレーザ光の分岐の様子を示している。図２１（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図２１（ｃ）および（ｄ）は、分岐素子３６１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。図２１（ｅ）および（ｆ）は、分岐素子３６３における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。図２１（ｇ）および（ｈ）は、検出器３６２の分光感度を示している。

第５実施例では、分岐素子３６１と分岐素子３６３と検出器３６２とで波長依存性を相殺することにより、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との透過率差を調整する。

例えば、分岐素子３６１の検出ポートの透過率が図２１（ｃ）に示されるような波長依存性を有している場合、例えば、図２１（ｅ）または（ｆ）に示されるような波長依存性を有している分岐素子３６３と、さらに、例えば、図２１（ｇ）または（ｈ）に示されるような分光感度を有している検出器３６２とを組み合わせることにより、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）＝ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）とし得る。なお、図２１（ｅ）〜（ｇ）に示される波長依存性は、相互にｂ（λ_１）とｂ（λ_２）とまたはｓ（λ_１）とｓ（λ_２）とが一致しているので、実線で示された透過率であっても破線で示された透過率であっても構わない。

以上のように、分岐素子３６１と分岐素子３６３と検出器３６２とを組み合わせてλ_１とλ_２における透過率の波長依存性を相殺して、λ_１およびλ_２以外の波長、例えばλ_１とλ_２の間の波長における透過率を異ならせ、波長依存性を残存させることにより、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とにおける透過率ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）とを略等しくする。結果、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１なので、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）：ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）＝ｔ（λ_１）：ｔ（λ_２）が満たされることになり、波長依存性を有する分岐素子３６１，３６３を用いた場合でも比較的容易にλ_１およびλ_２の透過率を略一致させることができる。

このことは、検出器３６２が出力する光電流の強度Ｉｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）Ｐ（λ_２）が測定されれば、この強度Ｉｄを定数倍することにより、分岐素子３６１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）を求めることができることを意味する。

以上の構成によれば、検出器３６２が出力する光電流の強度Ｉｄを定数倍すれば、直接的に分岐素子３６１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏを求めることができるので、第１実施形態よりも計算が容易である。

（第６実施例）
図２２は、第６実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３７０を示す図である。図２２（ａ）に示されるように、監視部３７０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３７１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３７２と、分岐素子３７１と検出器３７２との間に配置された光学フィルタ３７３と、分岐素子３７１と光学フィルタ３７３とを接続する光ファイバ３７４と、光学フィルタ３７３と検出器３７２とを接続する光ファイバ３７５とを備えている。分岐素子３７１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３７４を検出ポートに接続している。

ここで、第４実施例と同様に、分岐素子３７１および光学フィルタ３７３の透過率をｔ（λ_１），ｔ（λ_２），ａ（λ_１），ａ（λ_２），ｂ（λ_１），ｂ（λ_２）と定義し、さらに、検出器３７２の分光感度をｓ（λ_１），ｓ（λ_２）と定義する。以上の定義によれば、分岐素子３７１の入力ポートに入力するレーザ光の強度をＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、分岐素子３７１の出力ポートに出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、検出器３７２が出力する光電流の強度はＩｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

図２２（ｂ）〜図２２（ｇ）は、監視部３７０におけるレーザ光の分岐の様子を示している。図２２（ｂ）は、シグナル光の強度Ｐ（λ_１）およびＳＲＳ光の強度Ｐ（λ_２）の分布を示している。図２２（ｃ）および（ｄ）は、分岐素子３７１における入力ポートから検出ポートについての波長に関する透過率分布の例を示している。図２２（ｅ）および（ｆ）は、光学フィルタ３７３における波長に関する透過率分布の例を示している。図２２（ｇ）および（ｈ）は、検出器３７２の分光感度を示している。

第６実施例では、分岐素子３７１と光学フィルタ３７３と検出器３７２とで波長依存性を相殺することにより、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との透過率差を調整する。

例えば、分岐素子３７１の検出ポートの透過率が図２２（ｃ）に示されるような波長依存性を有している場合、例えば、図２２（ｅ）または（ｆ）に示されるような波長特性を有している光学フィルタ３７３と、さらに、例えば、図２１（ｇ）または（ｈ）に示されるような分光感度を有している検出器３７２とを組み合わせることにより、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）＝ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）とし得る。なお、図２２（ｅ）〜（ｇ）に示される波長依存性は、相互にｂ（λ_１）とｂ（λ_２）とまたはｓ（λ_１）とｓ（λ_２）とが一致しているので、実線で示された透過率であっても破線で示された透過率であっても構わない。

以上のように、分岐素子３７１と光学フィルタ３７３と検出器３７２とを組み合わせてλ_１およびλ_２における透過率の波長依存性を相殺して、λ_１およびλ_２以外の波長、例えばλ_１とλ_２の間の波長における透過率を異ならせ、波長依存性を残存させることにより、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とにおける透過率ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）とを略等しくする。結果、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１なので、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）：ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）＝ｔ（λ_１）：ｔ（λ_２）が満たされることになり、波長依存性を有する分岐素子３７１を用いた場合でも比較的容易にλ_１およびλ_２の透過率を略一致させることができる。

このことは、検出器３７２が出力する光電流の強度Ｉｄ＝ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）Ｐ（λ_２）が測定されれば、この強度Ｉｄを定数倍することにより、分岐素子３７１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）を求めることができることを意味する。

（第７実施例）
図２３は、第７実施例の光ファイバレーザ装置における監視部３８０を示す図である。図２３（ａ）に示されるように、監視部３８０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３８１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３８２と、分岐素子３８１と検出器３８２とを接続する光ファイバ３８３とを備えている。分岐素子３８１は、光ファイバ１００４を入力ポートに接続し、光ファイバ１００５を出力ポートに接続し、光ファイバ３８３を検出ポートに接続している。

ここで、第１実施例と同様に、分岐素子３８１の透過率をｔ（λ_１），ｔ（λ_２），ａ（λ_１），ａ（λ_２）と定義し、さらに、検出器３８２の分光感度をｓ（λ_１），ｓ（λ_２）と定義する。以上の定義によれば、分岐素子３８１の入力ポートに入力するレーザ光の強度をＰｉ＝Ｐ（λ_１）＋Ｐ（λ_２）とすると、分岐素子３８１の出力ポートに出力されるレーザ光の強度はＰｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）であり、検出器３８２が出力する光電流の強度はＩｄ＝ａ（λ_１）ｓ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｓ（λ_２）Ｐ（λ_２）である。

第７実施例では、分岐素子３８１と検出器３８２とで波長依存性を相殺することにより、シグナル光の波長とＳＲＳ光の波長との透過率差を調整する。

例えば、分岐素子３８１の検出ポートの透過率が図２３（ｃ）または（ｄ）に示されるような波長依存性を有している場合、例えば、図２３（ｅ）または（ｆ）に示されるような分光感度を有している検出器３８２を組み合わせることにより、ａ（λ_１）ｓ（λ_１）＝ａ（λ_２）ｓ（λ_２）とし得る。なお、図２３（ｅ）に示される波長依存性は、相互にｓ（λ_１）とｓ（λ_２）とが一致しているので、実線で示された透過率であっても破線で示された透過率であっても構わない。

以上のように、分岐素子３８１と検出器３８２とを組み合わせてλ_１およびλ_２における透過率の波長依存性を相殺し、λ_１およびλ_２以外の波長、例えばλ_１とλ_２の間の波長における透過率を異ならせ、波長依存性を残存させることにより、シグナル光の波長λ_１とＳＲＳ光の波長λ_２とにおける透過率ａ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｓ（λ_２）とを略等しくする。結果、ｔ（λ_１）≒ｔ（λ_２）≒１なので、ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）：ａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）＝ｔ（λ_１）：ｔ（λ_２）が満たされることになり、波長依存性を有する分岐素子３８１を用いた場合でも比較的容易にλ_１およびλ_２の透過率を略一致させることができる。

このことは、検出器３８２が出力する光電流の強度Ｉｄ＝ａ（λ_１）ｓ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ａ（λ_２）ｓ（λ_２）Ｐ（λ_２）が測定されれば、その強度Ｉｄを定数倍することにより、分岐素子３８１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏ＝ｔ（λ_１）Ｐ（λ_１）＋ｔ（λ_２）Ｐ（λ_２）を求めることができることを意味する。

上記構成によれば、第５実施例および第６実施例よりも部品点数が少なく、かつ、検出器３８２が出力する光電流の強度Ｉｄを定数倍すれば、直接的に分岐素子３８１の出力ポートから出力されるレーザ光の強度Ｐｏを求めることができるので、第１実施形態よりも計算が容易である。

〔第３実施形態〕
以下、上記説明した実施例を自動出力制御（ＡＰＣ）へ適用した光ファイバレーザ装置の実施形態について説明する。

図２４は、第３実施形態に係る光ファイバレーザ装置２０００の概略構成を示す図である。図２４に示されるように、光ファイバレーザ装置２０００は、レーザ発振器１９０と監視部３９０と制御部５９０を備えている。ただし、上記構成に限らず、光ファイバレーザ装置２０００は、レーザ発振器１９０と監視部３９０との間にレーザ増幅器をさらに備えてもよく、光ファイバ２００２の後段に戻り光側の監視部をさらに備えてもよい。

図２４に示されるように、レーザ発振器１９０は、増幅用光ファイバ１９１と、第１の光反射器１９２と、第２の光反射器１９３と、励起光合波器１９４と、励起用光源１９５ａ，１９５ｂとを備えている。すなわち、レーザ発振器１９０は、先述の発振器の第２構成例と同様の構成を有している。ただし、レーザ発振器１９０の具体的構成については、上記例に限らず、通常のレーザ発振器の構成を採用することができる。

また、図２４に示されるように、監視部３９０は、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子３９１と、入力されたレーザ光を光電流に光電変換する検出器３９２と、分岐素子３９１と検出器３９２とを接続する光ファイバ３９３とを備えている。しかしながら、監視部３９０の構成についても本構成に限らず、先述の各実施例で説明した監視部の構成も採用することができる。

制御部５９０は、検出器３９２が出力する光電流に基づいて励起用光源１９５ａ，１９５ｂの出力をフィードバック制御するための制御機器である。先述の各実施例で説明したように、本発明を適用した検出器３９２が出力する光電流を用いれば、分岐素子３９１から光ファイバ２００５へ透過するレーザ光の強度を高精度に測定することができる。制御部５９０は、このように高精度に測定されたレーザ光の強度が一定に維持されるように、励起用光源１９５ａ，１９５ｂの出力を調整する。

従来技術では、レーザ光におけるシグナル光とＳＲＳ光との間の分岐比の誤差により測定されるレーザ光の強度にも誤差が生じてしまっていた。しかしながら、本実施形態に係る自動出力制御では、レーザ光におけるシグナル光とＳＲＳ光との間の分岐比の誤差が抑制されているので、励起用光源１９５ａ，１９５ｂの出力を適切に調整することができる。

以上、本発明に実施形態に基づいて説明してきたが、本発明の実施は上記説明した実施形態に限定されるものではない。上記説明では、第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光として、シグナル光とＳＲＳ光とを含むレーザ光を用いたが、本発明の実施はこの例に限定されるものではない。また、異なる波長のレーザ光の数も、２つに限定されず、３つ以上の場合においても、そのうちの任意の２つのレーザ光に関して本発明の実施を適用することができる。また、異なる２波長間で透過率が異なる波長依存性素子として、ＴＡＰカプラやＷＤＭカプラなどの分岐素子と光学フィルタとを用いて実施形態を説明してきたが、これらの波長依存性素子以外であっても本発明を適切に実施することが可能である。

１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０，１９０ レーザ発振器
１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１，１９１，２１１，２２１，２３１ 増幅用光ファイバ
１１２，１２２，１３２，１４２，１５２，１６２，１９２ 第１の光反射器
１１３，１２３，１３３，１４３，１５３，１６３，１９３ 第２の光反射器
１１４ａ，１４４ａ，２１２ａ 第１の励起光合波器
１１４ｂ，１４４ｂ，２１２ｂ 第２の励起光合波器
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１２５ａ，１２５ｂ，１３５ａ，１３５ｂ，１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃ，１４５ｄ，１５５ａ，１５５ｂ，１６５ａ，１６５ｂ，１９５ａ，１９５ｂ，２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄ，２２３ａ，２２３ｂ，２３３ａ，２３３ｂ 励起用光源
１２４，１３４，１５４，１６４，１９４，２２２，２３２ 励起光合波器
２００，２１０，２２０，２３０ レーザ増幅器
３００，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，３９０，４００，４１０ 監視部
３１１，３２１，３３１，３４１，３４３，３５１，３６１，３６３，３７１，３８１，３９１，４１１ 分岐素子
３１２，３２２，３３２，３４２，３５２，３６２，３７２，３８２，３９２，４１２ 検出器
３１３，３２３，３３３，３４４，３４５，３５４，３５５，３６４，３６５，３７４，３７５，３８３，３９３，４１３ 光ファイバ
３５３，３７３ 光学フィルタ
５９０ 制御部
１０００，２０００ 光ファイバレーザ装置
１００１，１００２，１００３，１００４，１００５，２００２，２００５ 光ファイバ

Claims (13)

1. 第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、
   入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、
   前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する検出器と、
   前記分岐素子の検出ポートと前記検出器との間に設けられ、前記第１の波長と前記第２の波長との間で透過率が異なる波長依存性素子と、
   を備え、
   前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長と前記第２の波長との間の透過率差と、前記波長依存性素子における前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差とを相殺させることを特徴とする光ファイバレーザ装置。
2. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長および前記第２の波長の透過率を、それぞれａ（λ_１）およびａ（λ_２）とし、
   前記波長依存性素子における前記第１の波長および前記第２の波長の透過率を、それぞれｂ（λ_１）およびｂ（λ_２）としたとき、
   ａ（λ_１）ｂ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）とが略等しいことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバレーザ装置。
3. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布と、前記波長依存性素子の透過率分布とは、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方において、波長に関する傾きの正負が反対であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ファイバレーザ装置。
4. 第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、
   入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、
   前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する際に、前記第１の波長と前記第２の波長との間で感度が異なる検出器と、
   を備え、
   前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記検出器における前記第１の波長と前記第２の波長と間の感度差とを相殺させることを特徴とする光ファイバレーザ装置。
5. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長および前記第２の波長との透過率を、それぞれａ（λ_１）およびａ（λ_２）とし、
   前記検出器における前記第１の波長および前記第２の波長の感度を示す係数を、それぞれｓ（λ_１）およびｓ（λ_２）としたとき、
   ａ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｓ（λ_２）とが略等しいことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバレーザ装置。
6. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布と、前記検出の感度を示す係数の分布とは、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方において、波長に関する傾きの正負が反対であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光ファイバレーザ装置。
7. 第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、
   入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、
   前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する際に、前記第１の波長と前記第２の波長の間で感度が異なる検出器と、
   前記分岐素子の検出ポートと前記検出器との間に設けられ、前記第１の波長と前記第２の波長の間で透過率が異なる波長依存性素子と、
   を備え、
   前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記波長依存性素子における前記第１の波長と前記第２の波長と間の透過率差と、前記検出器における前記第１の波長と前記第２の波長と間の感度差とを相殺させることを特徴とする光ファイバレーザ装置。
8. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての前記第１の波長および前記第２の波長との透過率を、それぞれａ（λ_１）およびａ（λ_２）とし、
   前記波長依存性素子における前記第１の波長および前記第２の波長の透過率を、それぞれｂ（λ_１）およびｂ（λ_２）とし、
   前記検出器における前記第１の波長および前記第２の波長の感度を、それぞれｓ（λ_１）およびｓ（λ_２）としたとき、
   ａ（λ_１）ｂ（λ_１）ｓ（λ_１）とａ（λ_２）ｂ（λ_２）ｓ（λ_２）とが略等しいことを特徴とする請求項７に記載の光ファイバレーザ装置。
9. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布と、前記波長依存性素子の透過率分布または前記検出の感度を示す係数の分布とは、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方において、波長に関する傾きの正負が反対であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光ファイバレーザ装置。
10. 第１の波長と第２の波長とを含むレーザ光が出力される光ファイバレーザ装置であって、
    入力ポートから入力された前記レーザ光を出力ポートへの出力レーザ光と検出ポートへの検出レーザ光とに分岐する分岐素子と、
    前記検出レーザ光を光電流へ光電変換する検出器と、
    を備え、
    前記第１の波長と前記第２の波長とは異なる波長において、前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートへの透過率が、前記第１の波長および前記第２の波長のいずれとも異なる透過率を有し、
    前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートへの透過率が、前記第１の波長と第２の波長とで略一致することを特徴とする光ファイバレーザ装置。
11. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布は、前記第１の波長および前記第２の波長の少なくとも一方が波長に関する極値となっていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１つに記載の光ファイバレーザ装置。
12. 前記分岐素子における前記入力ポートから前記検出ポートについての透過率分布は、前記第１の波長と前記第２の波長との間に極値を有することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の光ファイバレーザ装置。
13. 前記検出器が出力する前記光電流に基づいて、前記レーザ光をレーザ発振するための励起用光源の出力をフィードバック制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１つに記載の光ファイバレーザ装置。

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