JP6806113B2 - Optical fiber laser device - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバレーザ装置に関する。 The present invention relates to an optical fiber laser apparatus.

特許文献1には、偏波保持型の希土類添加ファイバの両端に、FBG(ファイバブラッググレーティング)が形成された偏波保持型の光ファイバを夫々接続して、単一偏波のレーザ光を出力する光ファイバレーザ装置が記載されている。 In Patent Document 1, a polarization-retaining optical fiber in which an FBG (fiber bragg grating) is formed is connected to both ends of a polarization-retaining rare earth-added fiber to output a single-polarized laser beam. An optical fiber laser apparatus to be used is described.

特開2007−273600号公報JP-A-2007-273600

従来、光ファイバレーザ装置に用いられる全ての光ファイバを、偏波依存型の一態様である偏波保持型の光ファイバとすることで、単一偏波のレーザ光が出力されている。 Conventionally, by using all the optical fibers used in the optical fiber laser apparatus as polarization-maintaining optical fibers, which is a polarization-dependent aspect, single-polarization laser light is output.

本発明の課題は、光ファイバレーザ装置に用いられる全ての光ファイバを偏波依存型とすることなく、単一偏波のレーザ光を出力することである。 An object of the present invention is to output a single-polarized laser beam without making all the optical fibers used in the optical fiber laser device polarization-dependent.

本発明の請求項1に係る光ファイバレーザ装置は、希土類元素が添加されている偏波無依存型の希土類添加ファイバと、前記希土類添加ファイバの一端に端部が接続され、第1FBGが形成されている偏波無依存型の第1ファイバと、前記希土類添加ファイバの他端に一端が接続されている偏波依存型の偏波ファイバと、前記偏波ファイバの他端に端部が接続され、前記第1FBGの反射率と比して低い反射率の第2FBGが形成されている第2ファイバと、を備えたことを特徴とする。 In the optical fiber laser apparatus according to claim 1 of the present invention, a polarization-independent rare earth-added fiber to which a rare earth element is added and an end portion are connected to one end of the rare earth-added fiber to form a first FBG. The polarization-independent first fiber, the polarization-dependent polarization fiber having one end connected to the other end of the rare earth-added fiber, and the end end connected to the other end of the polarization fiber. A second fiber in which a second FBG having a reflectance lower than that of the first FBG is formed is provided.

上記構成によれば、偏波無依存型の第1ファイバへ入力された励起光は、偏波無依存型の希土類添加ファイバの希土類元素を励起する。これにより、励起状態となった希土類元素は、特定の波長の自然放出光を放出する。この自然放出光は、偏波ファイバへ入力され、単一偏波の光として偏波ファイバから第2ファイバへ出力される。第2ファイバへ入力された単一偏波の光は、第2FBGによって反射される。 According to the above configuration, the excitation light input to the polarization-independent first fiber excites the rare earth element of the polarization-independent rare earth-added fiber. As a result, the excited rare earth element emits naturally emitted light having a specific wavelength. This naturally emitted light is input to the polarized fiber and output from the polarized fiber to the second fiber as single-polarized light. The unipolarized light input to the second fiber is reflected by the second FBG.

第2FBGによって反射された光は、単一偏波が維持された状態で、第1FBG(第1ファイバブラッググレーティング)と第2FBG(第2ファイバブラッググレーティング)との間を往復して増幅される。さらに、増幅されることで、発振条件を超えた単一偏波の光は、第2FBGを通過してビーム光として第2ファイバから出力される。 The light reflected by the second FBG is amplified by reciprocating between the first FBG (first fiber Bragg grating) and the second FBG (second fiber Bragg grating) while maintaining a single polarization. Further, the monopolarized light that exceeds the oscillation condition by being amplified passes through the second FBG and is output from the second fiber as beam light.

このように、光ファイバレーザ装置に用いられる全ての光ファイバを偏波依存型とすることなく、単一偏波のレーザ光を出力することができる。 In this way, it is possible to output single-polarized laser light without making all the optical fibers used in the optical fiber laser device polarization-dependent.

本発明の請求項2に係る光ファイバレーザ装置は、請求項1に記載の光ファイバレーザ装置において、前記偏波ファイバは、偏波保持型の光ファイバであることを特徴とする。 The optical fiber laser apparatus according to claim 2 of the present invention is the optical fiber laser apparatus according to claim 1, wherein the polarized fiber is a polarization-maintaining optical fiber.

上記構成によれば、偏波ファイバの内部に応力を発生させることで、光ファイバレーザ装置に用いられる全ての光ファイバを偏波依存型とすることなく、単一偏波のレーザ光を出力することができる。 According to the above configuration, by generating stress inside the polarized fiber, single-polarized laser light is output without making all the optical fibers used in the optical fiber laser device polarization-dependent. be able to.

本発明の請求項3に係る光ファイバレーザ装置は、請求項2に記載の光ファイバレーザ装置において、前記第2ファイバは、偏波保持型の光ファイバであることを特徴とする。 The optical fiber laser apparatus according to claim 3 of the present invention is the optical fiber laser apparatus according to claim 2, wherein the second fiber is a polarization-maintaining optical fiber.

上記構成によれば、第2FBGを通過してビーム光として第2ファイバから出力される光は、偏波ファイバから第2ファイバへ出力された光である。ここで、第2ファイバは、偏波保持型である。このため、第2ファイバを光が伝搬することで、出力される光の偏波面が入力された光の偏波面に対して傾くのを抑制することができる。 According to the above configuration, the light that has passed through the second FBG and is output from the second fiber as beam light is the light that is output from the polarized fiber to the second fiber. Here, the second fiber is a polarization holding type. Therefore, it is possible to prevent the plane of polarization of the output light from being tilted with respect to the plane of polarization of the input light by propagating the light through the second fiber.

本発明の請求項4に係る光ファイバレーザ装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載の光ファイバレーザ装置において、前記偏波ファイバは、少なくとも一部が円弧状に曲げられていることを特徴とする。 The optical fiber laser apparatus according to claim 4 of the present invention is the optical fiber laser apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the polarized fiber is bent in an arc shape. It is characterized by that.

上記構成によれば、少なくとも一部が円弧状に曲げられることで内部に応力が発生した偏波ファイバを用いて、自然放出光を単一偏波の光として偏波ファイバから出力することができる。 According to the above configuration, spontaneously emitted light can be output from the polarized fiber as unipolarized light by using a polarized fiber in which stress is generated inside by bending at least a part in an arc shape. ..

本発明の請求項5に係る光ファイバレーザ装置は、請求項1、2、4の何れか1項に記載の光ファイバレーザ装置において、前記第2ファイバから出力された光の偏波面の方向を変更して出力することができる変更部材と、前記変更部材から出力された光が入力される偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタによって分離された光の偏波面の方向に基づき、前記変更部材を制御して前記変更部材から出力される光の偏波面の方向を変更させる制御部と、を備えることを特徴とする。 The optical fiber laser apparatus according to claim 5 of the present invention is the optical fiber laser apparatus according to any one of claims 1, 2 and 4, wherein the direction of the plane of polarization of the light output from the second fiber is determined. The changing member is changed based on the direction of the changing member that can be changed and output, the polarizing beam splitter into which the light output from the changing member is input, and the polarization plane of the light separated by the polarizing beam splitter. It is characterized by including a control unit that controls and changes the direction of the plane of polarization of light output from the changing member.

上記構成によれば、第2ファイバから出力された光は、変更部材を介して偏光ビームスプリッタへ入力される。偏光ビームスプリッタへ入力された光の偏波面が特定の方向を向いている場合は、入力された光は、使用可能なビーム光として偏光ビームスプリッタから出力される。 According to the above configuration, the light output from the second fiber is input to the polarization beam splitter via the changing member. When the plane of polarization of the light input to the polarization beam splitter points in a specific direction, the input light is output from the polarization beam splitter as usable beam light.

一方、偏光ビームスプリッタへ入力された光の偏波面が特定の方向を向いていない場合は、入力された光は、偏光ビームスプリッタよって使用可能なビーム光から分離される。そして、制御部は、偏光ビームスプリッタによって分離された光に基づき、変更部材を制御して変更部材から出力される光の偏波面の方向を変更させ、偏波面を特定の方向へ向かせる。 On the other hand, when the plane of polarization of the light input to the polarizing beam splitter does not point in a specific direction, the input light is split from the available beam light by the polarizing beam splitter. Then, the control unit controls the changing member to change the direction of the plane of polarization of the light output from the changing member based on the light separated by the polarizing beam splitter, and directs the plane of polarization to a specific direction.

このように、偏光ビームスプリッタによって分離された光に基づき、変更部材から出力される光の偏波面の方向を変更させることができる。 In this way, the direction of the plane of polarization of the light output from the changing member can be changed based on the light separated by the polarizing beam splitter.

本発明によれば、光ファイバレーザ装置に用いられる全ての光ファイバを偏波依存型とすることなく、単一偏波のレーザ光を出力させることができる。 According to the present invention, it is possible to output a single-polarized laser beam without making all the optical fibers used in the optical fiber laser device polarization-dependent.

本発明の第1実施形態に係る光ファイバレーザ装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical fiber laser apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (A)(B)本発明の第1実施形態に係る光ファイバレーザ装置に用いられた偏波ファイバを示した断面図である。(A) (B) It is sectional drawing which showed the polarization fiber used in the optical fiber laser apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. (A)(B)本発明の第1実施形態に係る光ファイバレーザ装置に用いられた光ファイバ、及び希土類添加ファイバを示した断面図である。(A) (B) It is sectional drawing which showed the optical fiber used for the optical fiber laser apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention, and a rare earth addition fiber. (A)(B)本発明の第1実施形態に係る光ファイバレーザ装置に用いられた光ファイバに形成された第1FBG、及び第2FBGを示した断面図である。(A) (B) It is sectional drawing which showed the 1st FBG and the 2nd FBG formed in the optical fiber used in the optical fiber laser apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る光ファイバレーザ装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical fiber laser apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る光ファイバレーザ装置に用いられた偏波ファイバを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the polarization fiber used in the optical fiber laser apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る光ファイバレーザ装置に用いられた偏波ファイバを示した側面図である。It is a side view which showed the polarization fiber used in the optical fiber laser apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る光ファイバレーザ装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical fiber laser apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る光ファイバレーザ装置の一例について図1〜図4を用いて説明する。なお、図中に示す矢印Hは、装置上下方向(鉛直方向)を示し、矢印Wは、装置幅方向(水平方向)を示し、矢印Dは、装置奥行き方向(水平方向)を示す。
<First Embodiment>
An example of the optical fiber laser apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The arrow H shown in the figure indicates the device vertical direction (vertical direction), the arrow W indicates the device width direction (horizontal direction), and the arrow D indicates the device depth direction (horizontal direction).

(全体構成)
光ファイバレーザ装置10は、図1に示されるように、所定の波長領域の励起光を出力する励起光源20と、第1ファイバブラッググレーティング32(以下「第1FBG32」)が形成されている光ファイバ30と、希土類添加ファイバ50とを有する。さらに、光ファイバレーザ装置10は、偏波ファイバ60と、第2ファイバブラッググレーティング82(以下「第2FBG82」)が形成されている光ファイバ80と、レーザ光を受光する受光部96とを有する。
(overall structure)
As shown in FIG. 1, the optical fiber laser device 10 is an optical fiber in which an excitation light source 20 that outputs excitation light in a predetermined wavelength region and a first fiber Bragg grating 32 (hereinafter, “first FBG 32”) are formed. It has 30 and a rare earth addition fiber 50. Further, the optical fiber laser apparatus 10 includes a polarized fiber 60, an optical fiber 80 on which a second fiber Bragg grating 82 (hereinafter, “second FBG82”) is formed, and a light receiving unit 96 that receives laser light.

そして、励起光源20、光ファイバ30、希土類添加ファイバ50、偏波ファイバ60、光ファイバ80、及び受光部96は、装置幅方向の一方側から他方側へこの順番で並んでいる。光ファイバ30は、第1ファイバの一例であって、光ファイバ80は、第2ファイバの一例の一例である。 The excitation light source 20, the optical fiber 30, the rare earth-added fiber 50, the polarization fiber 60, the optical fiber 80, and the light receiving unit 96 are arranged in this order from one side to the other in the device width direction. The optical fiber 30 is an example of the first fiber, and the optical fiber 80 is an example of the second fiber.

〔励起光源20〕
励起光源20は、例えば、半導体レーザ等であって、図1に示されるように、光ファイバ30の一端に対向するように配置されている。そして、励起光源20は、光ファイバ30の一端にむけて、偏波特性を有さない励起光を出力するようになっている。本実施形態では、励起光源20は、例えば、波長が975〔nm〕の励起光を出力するようになっている。
[Excitation light source 20]
The excitation light source 20 is, for example, a semiconductor laser or the like, and is arranged so as to face one end of the optical fiber 30 as shown in FIG. Then, the excitation light source 20 is adapted to output excitation light having no polarization characteristic toward one end of the optical fiber 30. In the present embodiment, the excitation light source 20 outputs, for example, excitation light having a wavelength of 975 [nm].

〔光ファイバ30、光ファイバ80〕
−光ファイバ30−
光ファイバ30は、偏波無依存型の光ファイバであって、図1に示されるように、一端が励起光源20と対向し、内部に応力が発生しない(付与されない)ように装置幅方向に延びるように直線状に配置されている。この光ファイバ30は、図3(A)に示されるように、コア34と、コア34を被覆しているクラッド36と、クラッド36を被覆している樹脂クラッド38とを有している。ここで、偏波無依存型の光ファイバとは、偏波面が向く方向に係わらず光を伝搬させる光ファイバであって、例えば、単一偏波の光が入力された場合は、偏波特性を維持して光を伝搬させる光ファイバである。具体的には、単一偏波の光が入力された場合は、偏波面の傾きが生じながらも、単一偏波を維持して光を伝搬させる光ファイバである。なお、偏波面とは、光を構成する電磁波の振動の向きと、この電磁波の伝搬方向を含む面である。
[Optical fiber 30, optical fiber 80]
− Optical fiber 30−
The optical fiber 30 is a polarization-independent optical fiber, and as shown in FIG. 1, one end faces the excitation light source 20 and stress is not generated (not applied) inside the optical fiber 30 in the device width direction. It is arranged in a straight line so as to extend. As shown in FIG. 3A, the optical fiber 30 has a core 34, a clad 36 covering the core 34, and a resin clad 38 covering the clad 36. Here, the polarization-independent optical fiber is an optical fiber that propagates light regardless of the direction in which the plane of polarization faces. For example, when light of single polarization is input, the polarization characteristic It is an optical fiber that propagates light while maintaining its properties. Specifically, it is an optical fiber that maintains single polarization and propagates light even when the polarization plane is tilted when light of single polarization is input. The plane of polarization is a plane including the direction of vibration of the electromagnetic waves constituting the light and the propagation direction of the electromagnetic waves.

クラッド36の屈折率は、コア34の屈折率よりも低くされ、樹脂クラッド38の屈折率は、クラッド36の屈折率よりも大幅に低くされている。また、コア34を構成する材料としては、例えば、二酸化ゲルマニウムが1〔mol%〕添加された石英が挙げられ、クラッド36を構成する材料としては、例えば、ドーパントが添加されていない石英が挙げられる。さらに、樹脂クラッド38を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。 The refractive index of the clad 36 is lower than that of the core 34, and the refractive index of the resin clad 38 is significantly lower than that of the clad 36. Further, examples of the material constituting the core 34 include quartz to which 1 [mol%] of germanium dioxide is added, and examples of the material constituting the clad 36 include quartz to which no dopant is added. .. Further, examples of the material constituting the resin clad 38 include an ultraviolet curable resin.

また、本実施形態では、例えば、コア34の外径が20〔μm〕とされ、クラッド36の外径が400〔μm〕とされ、樹脂クラッド38の外径が1000〔μm〕とされている。 Further, in the present embodiment, for example, the outer diameter of the core 34 is 20 [μm], the outer diameter of the clad 36 is 400 [μm], and the outer diameter of the resin clad 38 is 1000 [μm]. ..

また、光ファイバ30に形成されている第1FBG32は、図4(A)に示されるように、回折格子40を有している。また、回折格子40は、光ファイバ30のコア34において、光ファイバ30の長手方向に沿って一定の間隔で配置されると共にコア34と比して屈折率が高い高屈折率部40aと、一対の高屈折率部40aの間でコア34と同じ屈折率の低屈折率部40bとを有している。 Further, the first FBG 32 formed on the optical fiber 30 has a diffraction grating 40 as shown in FIG. 4 (A). Further, the diffraction lattice 40 is arranged in the core 34 of the optical fiber 30 at regular intervals along the longitudinal direction of the optical fiber 30, and is paired with the high refractive index portion 40a having a higher refractive index than the core 34. It has a low refractive index portion 40b having the same refractive index as the core 34 between the high refractive index portions 40a of the above.

本実施形態では、第1FBG32によって反射される光の反射中心波長(ブラッグ波長)は、例えば、1080〔nm〕とされている。また、第1FBG32によって99〔%〕以上の反射率で光が反射されるように、各部の寸法、及び物性値等が決められている。 In the present embodiment, the reflection center wavelength (Bragg wavelength) of the light reflected by the first FBG 32 is, for example, 1080 [nm]. Further, the dimensions and physical property values of each part are determined so that the light is reflected by the first FBG 32 with a reflectance of 99 [%] or more.

−光ファイバ80−
光ファイバ80は、偏波無依存型の光ファイバであって、図1に示されるように、端部が受光部96と対向し、内部に応力が発生しないように装置幅方向に延びるように直線状に配置されている。この光ファイバ80は、図3(A)に示されるように、コア84と、コア84を被覆しているクラッド86と、クラッド86を被覆している樹脂クラッド88とを有している。
− Optical fiber 80−
The optical fiber 80 is a polarization-independent optical fiber, and as shown in FIG. 1, the end portion faces the light receiving portion 96 and extends in the device width direction so as not to generate stress inside. It is arranged in a straight line. As shown in FIG. 3A, the optical fiber 80 has a core 84, a clad 86 that covers the core 84, and a resin clad 88 that covers the clad 86.

光ファイバ80の各部材の外径は、光ファイバ30の各部材の外径と同様とされており、光ファイバ80の各部材を構成する材料は、光ファイバ30の各部材を構成する材料と同様とされている。さらに、本実施形態では、光ファイバ80の長さは、1〔mm〕10〔mm〕以下とされている。 The outer diameter of each member of the optical fiber 80 is the same as the outer diameter of each member of the optical fiber 30, and the material constituting each member of the optical fiber 80 is the material constituting each member of the optical fiber 30. It is said to be the same. Further, in the present embodiment, the length of the optical fiber 80 is 1 [mm] 10 [mm] or less.

また、光ファイバ80に形成されている第2FBG82は、図4(B)に示されるように、回折格子90を有している。また、回折格子90は、光ファイバ80のコア84において、光ファイバ80の長手方向に沿って一定の間隔で配置されると共にコア84と比して屈折率が高い高屈折率部90aと、一対の高屈折率部90aの間でコア84と同じ屈折率の低屈折率部90bとを有している。 Further, the second FBG 82 formed on the optical fiber 80 has a diffraction grating 90 as shown in FIG. 4 (B). Further, the diffraction lattice 90 is arranged in the core 84 of the optical fiber 80 at regular intervals along the longitudinal direction of the optical fiber 80, and is paired with a high refractive index portion 90a having a higher refractive index than the core 84. It has a low refractive index portion 90b having the same refractive index as the core 84 between the high refractive index portions 90a of the above.

本実施形態では、第2FBG82によって反射される光の反射中心波長(ブラッグ波長)は、第1FBG32と同様で、例えば、1080〔nm〕とされている。さらに、第2FBG82によって反射される光の反射率は、第1FBG32によって反射される光の反射率と比して低くされている。本実施形態では、例えば、第2FBG82によって10〔%〕の反射率で光が反射されるように、各部の寸法、及び物性値等が決められている。 In the present embodiment, the reflection center wavelength (Bragg wavelength) of the light reflected by the second FBG 82 is the same as that of the first FBG 32, and is set to, for example, 1080 [nm]. Further, the reflectance of the light reflected by the second FBG 82 is lower than the reflectance of the light reflected by the first FBG 32. In the present embodiment, for example, the dimensions and physical property values of each part are determined so that light is reflected by the second FBG 82 at a reflectance of 10 [%].

〔希土類添加ファイバ50〕
希土類添加ファイバ50は、偏波無依存型の光ファイバであって、図1に示されるように、光ファイバ30を挟んで励起光源20の反対側に配置されている。また、希土類添加ファイバ50は、内部に応力が発生しないように大きな径でコイル状に巻かれている。具体的には、コイル状に巻かれている部分における断面の縦横比が予め決められた比以下となるようになっている。さらに、希土類添加ファイバ50は、図3(B)に示されるように、希土類元素が添加されたコア54と、コア54を被覆しているクラッド56と、クラッド56を被覆している樹脂クラッド58とを有している。
[Rare earth element fiber 50]
The rare earth-added fiber 50 is a polarization-independent optical fiber, and is arranged on the opposite side of the excitation light source 20 with the optical fiber 30 interposed therebetween, as shown in FIG. Further, the rare earth-added fiber 50 is wound in a coil shape with a large diameter so that stress is not generated inside. Specifically, the aspect ratio of the cross section of the coiled portion is set to be less than or equal to a predetermined ratio. Further, as shown in FIG. 3B, the rare earth-added fiber 50 includes a core 54 to which a rare earth element has been added, a clad 56 covering the core 54, and a resin clad 58 covering the clad 56. And have.

クラッド56の屈折率は、コア54の屈折率よりも低くされ、樹脂クラッド58の屈折率は、クラッド56の屈折率よりも大幅に低くされている。また、コア54を構成する材料としては、例えば、イッテルビウム(Yb)が添加された石英が挙げられ、クラッド56を構成する材料としては、ドーパントが添加されていない石英が挙げられる。さらに、樹脂クラッド58を構成する材料としては、紫外線硬化樹脂が挙げられる。 The refractive index of the clad 56 is lower than that of the core 54, and the refractive index of the resin clad 58 is significantly lower than that of the clad 56. Further, examples of the material constituting the core 54 include quartz to which ytterbium (Yb) is added, and examples of the material constituting the clad 56 include quartz to which no dopant is added. Further, examples of the material constituting the resin clad 58 include an ultraviolet curable resin.

また、本実施形態では、例えば、コア34の外径が20〔μm〕とされ、クラッド36の外径が400〔μm〕とされ、樹脂クラッド38の外径が500〔μm〕とされている。さらに、希土類添加ファイバ50の長さは、9〔m〕以上とされている。 Further, in the present embodiment, for example, the outer diameter of the core 34 is 20 [μm], the outer diameter of the clad 36 is 400 [μm], and the outer diameter of the resin clad 38 is 500 [μm]. .. Further, the length of the rare earth-added fiber 50 is 9 [m] or more.

また、希土類添加ファイバ50の一端は、光ファイバ30の他端に、アーク放電加工によって溶着されている(図1参照)。具体的には、光ファイバ30のコア34及びクラッド36と、希土類添加ファイバ50のコア54及びクラッド56とが、アーク放電によって溶着されている(図3(A)、図3(B)参照)。 Further, one end of the rare earth-added fiber 50 is welded to the other end of the optical fiber 30 by arc electric discharge machining (see FIG. 1). Specifically, the core 34 and the clad 36 of the optical fiber 30 and the core 54 and the clad 56 of the rare earth-added fiber 50 are welded by arc discharge (see FIGS. 3 (A) and 3 (B)). ..

なお、この希土類添加ファイバ50のコア54に添加される希土類元素については、イッテリビウム(Yb)を用いたが、エルビウム(Er)等を用いてもよい。 As the rare earth element added to the core 54 of the rare earth-added fiber 50, ytterbium (Yb) was used, but erbium (Er) or the like may also be used.

〔偏波ファイバ60〕
偏波ファイバ60は、偏波依存型の光ファイバであって、図1に示されるように、希土類添加ファイバ50と光ファイバ80との間に配置されている。具体的には、偏波ファイバ60は、偏波依存型の一態様である偏波保持型の光ファイバである。さらに、偏波ファイバ60は、図2(A)に示されるように、コア64と、コア64を被覆しているクラッド66と、クラッド66を被覆している樹脂クラッド68とを有している。
[Polarized fiber 60]
The polarization fiber 60 is a polarization-dependent optical fiber, and is arranged between the rare earth-added fiber 50 and the optical fiber 80 as shown in FIG. Specifically, the polarization fiber 60 is a polarization-maintaining optical fiber, which is a polarization-dependent aspect. Further, the polarization fiber 60 has a core 64, a clad 66 covering the core 64, and a resin clad 68 covering the clad 66, as shown in FIG. 2 (A). ..

また、クラッド66には、コア64を上下方向から挟むように、一対の応力付与部78が形成されている。具体的には、応力付与部78を構成する材料の熱収縮率は、クラッド66を構成する材料と比して非常に大きくされている。これにより、室温(例えば、25〔℃〕)では、応力付与部78に応力が発生する(付与される)ようになっている。このように、光ファイバ60は、偏波保持型であるPANDA(Polarization−maintaining AND Absorption−reducing)型の光ファイバである。 Further, a pair of stress applying portions 78 are formed on the clad 66 so as to sandwich the core 64 from above and below. Specifically, the heat shrinkage ratio of the material constituting the stress applying portion 78 is much larger than that of the material constituting the clad 66. As a result, at room temperature (for example, 25 [° C.]), stress is generated (applied) to the stress applying portion 78. As described above, the optical fiber 60 is a PANDA (Polarization-maintaining AND Absorption-reducing) type optical fiber which is a polarization-maintaining type.

ここで、偏波依存型の光ファイバとは、特定の方向を向いた偏波面の光を低損失で伝搬させる光ファイバである。また、偏波保持型の光ファイバとは、特定方向の偏波面を保持した状態で光を伝搬させる光ファイバである。 Here, the polarization-dependent optical fiber is an optical fiber that propagates light on a plane of polarization facing a specific direction with low loss. Further, the polarization-holding type optical fiber is an optical fiber that propagates light while holding a plane of polarization in a specific direction.

クラッド66の屈折率は、コア64の屈折率よりも低くされ、樹脂クラッド68の屈折率は、クラッド66の屈折率よりも大幅に低くされている。また、コア64を構成する材料としては、例えば、二酸化ゲルマニウムが1〔mol%〕添加された石英が挙げられ、クラッド66を構成する材料としては、例えば、ドーパントが添加されていない石英が挙げられる。さらに、樹脂クラッド68を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。 The refractive index of the clad 66 is lower than that of the core 64, and the refractive index of the resin clad 68 is significantly lower than that of the clad 66. Further, examples of the material constituting the core 64 include quartz to which 1 [mol%] of germanium dioxide is added, and examples of the material constituting the clad 66 include quartz to which no dopant is added. .. Further, as a material constituting the resin clad 68, for example, an ultraviolet curable resin can be mentioned.

さらに、本実施形態では、例えば、コア64の外径が20〔μm〕とされ、クラッド66の外径が400〔μm〕とされ、樹脂クラッド68の外径が1000〔μm〕とされている。また、偏波ファイバ60の長さは、1200〔mm〕以上1500〔mm〕以下とされており、偏波ファイバ60は、両端部分を除いて、内部に応力が発生するように、70〔mm〕以上130〔mm〕の外径で円形のコイル状に巻かれている。このように、偏波ファイバ60は、一部が円弧状に曲げられている。 Further, in the present embodiment, for example, the outer diameter of the core 64 is 20 [μm], the outer diameter of the clad 66 is 400 [μm], and the outer diameter of the resin clad 68 is 1000 [μm]. .. The length of the polarized fiber 60 is 1200 [mm] or more and 1500 [mm] or less, and the polarized fiber 60 is 70 [mm] so that stress is generated inside except for both end portions. ] It is wound in a circular coil shape with an outer diameter of 130 [mm] or more. As described above, the polarized fiber 60 is partially bent in an arc shape.

ここで、前述したように、偏波ファイバ60は、内部にさらに大きな応力が発生するように(付与されるように)コイル状に巻かれている。このため、図2(B)に示されるように、コイル状に巻かれている部分の偏波ファイバ60の断面は、変形してしまう。具体的には、コイル状とされた偏波ファイバ60の径方向(図中R方向:以下「コイル径方向」)の長さが、コイル状とされた偏波ファイバ60の軸方向(図中B方向:以下「コイル軸方向」)の長さと比して短くなる。具体的には、コイル状に巻かれている部分における断面の縦横比が予め決められた比以上となるようになっている。なお、図2(B)については、偏波ファイバ60の断面の変形が容易に分かるように変形の度合を誇張して示している。 Here, as described above, the polarized fiber 60 is wound in a coil shape so that a larger stress is generated inside (so that it is applied). Therefore, as shown in FIG. 2B, the cross section of the polarized fiber 60 in the coiled portion is deformed. Specifically, the length of the coiled polarized fiber 60 in the radial direction (R direction in the figure: hereinafter “coil radial direction”) is the axial direction of the coiled polarized fiber 60 (in the figure). B direction: It is shorter than the length in the "coil axis direction"). Specifically, the aspect ratio of the cross section of the coiled portion is set to be equal to or higher than a predetermined ratio. In FIG. 2B, the degree of deformation is exaggerated so that the deformation of the cross section of the polarized fiber 60 can be easily understood.

このように、偏波ファイバ60がコイル状に曲げられることで、コア64を挟んで両側に発生する応力が大きくなるようになっている。これにより、特定の偏波面の光の伝搬損失に対して、それと直交する偏波面の光の伝搬損失を大きくすることで、偏波ファイバ60を伝搬した光は、単一偏波の光として偏波ファイバ60から出力される。 By bending the polarization fiber 60 into a coil shape in this way, the stress generated on both sides of the core 64 is increased. As a result, the light propagating through the polarization fiber 60 is biased as unipolarized light by increasing the propagation loss of the light on the plane of polarization orthogonal to the propagation loss of the light on the specific plane of polarization. It is output from the wave fiber 60.

また、図1に示されるように、偏波ファイバ60の一端は、希土類添加ファイバ50の他端に、アーク放電によって溶着されており、偏波ファイバ60の他端は、光ファイバ80の一端に、アーク放電によって溶着されている。具体的には、偏波ファイバ60のコア64及びクラッド66と、希土類添加ファイバ50のコア54及びクラッド56とが、アーク放電によって溶着されている。また、偏波ファイバ60のコア64及びクラッド66と、光ファイバ80のコア84及びクラッド86とが、アーク放電によって溶着されている(図3(A)、図3(B)参照)。 Further, as shown in FIG. 1, one end of the polarized fiber 60 is welded to the other end of the rare earth-added fiber 50 by arc discharge, and the other end of the polarized fiber 60 is welded to one end of the optical fiber 80. , Welded by arc discharge. Specifically, the core 64 and the clad 66 of the polarization fiber 60 and the core 54 and the clad 56 of the rare earth-added fiber 50 are welded by arc discharge. Further, the core 64 and the clad 66 of the polarization fiber 60 and the core 84 and the clad 86 of the optical fiber 80 are welded by arc discharge (see FIGS. 3 (A) and 3 (B)).

この構成において、偏波ファイバ60に偏波特性を有さない光が入力されると、特定の偏波面の光の伝搬損失に対して、それと直交する偏波面の光の伝搬損失を大きくすることで、偏波ファイバ60を伝搬した光は、単一偏波の光として偏波ファイバ60から出力される。 In this configuration, when light having no polarization characteristic is input to the polarization fiber 60, the propagation loss of light on the polarization plane orthogonal to the propagation loss of light on a specific polarization plane is increased. As a result, the light propagating through the polarized fiber 60 is output from the polarized fiber 60 as single-polarized light.

(受光部96)
受光部96は、増幅されたレーザ光が入力される各種装置であり、例えば、受光したレーザ光を1/2波長の光に変換するSHG素子等である。受光部96がSHG素子である場合は、この受光部96は、光ファイバ80から出力された波長が1080〔nm〕のレーザ光(赤外色)を波長が540〔nm〕のレーザ光(緑色)に変換する。
(Light receiving unit 96)
The light receiving unit 96 is various devices for inputting the amplified laser light, for example, an SHG element that converts the received laser light into light having a half wavelength. When the light receiving unit 96 is an SHG element, the light receiving unit 96 uses a laser beam (infrared color) having a wavelength of 1080 [nm] and a laser beam (green) having a wavelength of 540 [nm] output from the optical fiber 80. ).

(作用)
次に、光ファイバレーザ装置10の作用について説明する。
(Action)
Next, the operation of the optical fiber laser device 10 will be described.

図1に示す励起光源20が、波長が975〔nm〕で、偏波特性を有さない励起光を光ファイバ30の一端に向けて出力する。この励起光は、光ファイバ30のクラッド36及びコア34(図3(A)参照)へ入力される。そして、光ファイバ30を伝搬した励起光は、希土類添加ファイバ50へ入力される。 The excitation light source 20 shown in FIG. 1 outputs excitation light having a wavelength of 975 [nm] and having no polarization characteristic toward one end of the optical fiber 30. This excitation light is input to the clad 36 and the core 34 (see FIG. 3A) of the optical fiber 30. Then, the excitation light propagating through the optical fiber 30 is input to the rare earth-added fiber 50.

希土類添加ファイバ50へ入力された励起光は、希土類添加ファイバ50のコア54に添加された希土類元素に吸収される。これにより、希土類元素は励起状態となり、励起状態となった希土類元素は、特定の波長の自然放出光を放出する。そして、希土類添加ファイバ50のコア54(図3(B)参照)を伝搬した自然放出光は、偏波ファイバ60へ入力される。 The excitation light input to the rare earth-added fiber 50 is absorbed by the rare earth element added to the core 54 of the rare earth-added fiber 50. As a result, the rare earth element becomes an excited state, and the excited state rare earth element emits naturally emitted light having a specific wavelength. Then, the spontaneously emitted light propagating through the core 54 (see FIG. 3B) of the rare earth-added fiber 50 is input to the polarized fiber 60.

ここで、偏波ファイバ60においてコイル状に巻かれた部分には、大きな応力が発生している。これにより、偏波ファイバ60は、特定の偏波面の光の伝搬損失に対して、それと直交する偏波面の光の伝搬損失を大きくすることで、単一偏波の光を出力する。そして、偏波ファイバ60のコア64(図2(A)参照)を伝搬し、単一偏波となった自然放出光は、光ファイバ80へ入力される。 Here, a large stress is generated in the coiled portion of the polarized fiber 60. As a result, the polarization fiber 60 outputs unipolarized light by increasing the propagation loss of light on the plane of polarization orthogonal to the propagation loss of light on the specific plane of polarization. Then, the spontaneously emitted light propagating through the core 64 of the polarized fiber 60 (see FIG. 2A) and becoming unipolar is input to the optical fiber 80.

さらに、光ファイバ80へ入力された自然放出光のうち第2FBG82の反射波長帯域(本実施形態では、1080〔nm〕)の光は、単一偏波を維持した状態で、第2FBG82によって反射される。第2FBG82によって反射された光は、再度偏波ファイバ60へ入力される。ここで、光ファイバ80を一方向に伝搬するときに、偏波面が一定量傾くことがある。偏波ファイバ60から光ファイバ80に入射した光が、第2FBG82で反射して、再び偏波ファイバ60との融着点に戻ってくるときに、出射した偏波面(偏光方向)と、同じ偏波面(偏光方向)で戻ってきた伝搬モードの光のみがレーザ発振に至る。 Further, of the spontaneously emitted light input to the optical fiber 80, the light in the reflection wavelength band of the second FBG82 (1080 [nm] in this embodiment) is reflected by the second FBG82 while maintaining a single polarization. To. The light reflected by the second FBG 82 is input to the polarization fiber 60 again. Here, when propagating through the optical fiber 80 in one direction, the plane of polarization may be tilted by a certain amount. When the light incident on the optical fiber 80 from the polarized fiber 60 is reflected by the second FBG 82 and returns to the fusion point with the polarized fiber 60 again, it has the same deviation as the emitted polarization plane (polarization direction). Only the light in the propagation mode returned at the wave plane (polarization direction) leads to laser oscillation.

偏波ファイバ60へ入力された単一偏波の光は、偏波ファイバ60から単一偏波の光として出力され、再度希土類添加ファイバ50へ入力される。 The single-polarized light input to the polarized fiber 60 is output from the polarized fiber 60 as single-polarized light, and is again input to the rare earth-added fiber 50.

希土類添加ファイバ50に再度入力された光は、単一偏波を維持した状態で、希土類元素の誘導放出により増幅される。その後、増幅された光は、再度光ファイバ30へ入力される。 The light re-input to the rare earth-added fiber 50 is amplified by stimulated emission of rare earth elements while maintaining a single polarization. After that, the amplified light is input to the optical fiber 30 again.

光ファイバ30へ入力された光のうち第1FBG32の反射波長帯域(本実施形態では、1080〔nm〕)の光は、単一偏波を維持した状態で、第1FBG32によって反射される。 Of the light input to the optical fiber 30, the light in the reflection wavelength band of the first FBG32 (1080 [nm] in this embodiment) is reflected by the first FBG32 while maintaining a single polarization.

また、第1FBG32で反射された光は、単一偏波を維持した状態で、再度希土類添加ファイバ50へ入力される。希土類添加ファイバ50に再度入力された光は、単一偏波を維持した状態で、希土類元素の誘導放出により増幅される。その後、増幅された光は、再度偏波ファイバ60へ入力される。ここで、希土類添加ファイバ50及び光ファイバ30を一方向に伝搬するときに、偏波面が一定量傾くことがある。偏波ファイバ60から希土類添加ファイバ50及び光ファイバ30に入射した光が、第1FBG32で反射して、再び偏波ファイバ60との融着点に戻ってくるときに、出射した偏波面(偏光方向)と、同じ偏波面(偏光方向)で戻ってきた伝搬モードの光のみがレーザ発振に至る。 Further, the light reflected by the first FBG 32 is input to the rare earth addition fiber 50 again while maintaining a single polarization. The light re-input to the rare earth-added fiber 50 is amplified by stimulated emission of rare earth elements while maintaining a single polarization. After that, the amplified light is input to the polarization fiber 60 again. Here, when propagating the rare earth-added fiber 50 and the optical fiber 30 in one direction, the plane of polarization may be tilted by a certain amount. When the light incident on the rare earth-added fiber 50 and the optical fiber 30 from the polarized fiber 60 is reflected by the first FBG 32 and returns to the fusion point with the polarized fiber 60 again, the emitted polarization plane (polarization direction). ) And only the light in the propagation mode returned on the same plane of polarization (polarization direction) leads to laser oscillation.

このように、光が偏波ファイバ60を伝搬しながら第1FBG32と第2FBG82との間を往復することで、伝搬する光は、単一偏波を維持した状態で、徐々に増幅される。そして、発振条件を超えた光が、第2FBG82を透過して、光ファイバ80からレーザ光として出力される。さらに、光ファイバ80から出力されたレーザ光は、受光部96へ入力される。 In this way, the light reciprocates between the first FBG 32 and the second FBG 82 while propagating through the polarized fiber 60, so that the propagating light is gradually amplified while maintaining a single polarization. Then, the light exceeding the oscillation condition passes through the second FBG 82 and is output as laser light from the optical fiber 80. Further, the laser light output from the optical fiber 80 is input to the light receiving unit 96.

(まとめ)
以上説明したように、偏波ファイバ60を伝搬する光は、単一偏波となる。また、単一偏波の光は、偏波無依存型の光ファイバ30、偏波無依存型の希土類添加ファイバ50、及び偏波無依存型の光ファイバ80を伝搬しても偏波特性が維持される。これにより、光ファイバレーザ装置10に用いられる全ての光ファイバを偏波依存型とすることなく(少なくとも1個以上の偏波無依存型の光ファイバが用いられている)、単一偏波のレーザ光を出力させることができる。
(Summary)
As described above, the light propagating through the polarization fiber 60 has a single polarization. Further, even if the single-polarized light propagates through the polarization-independent optical fiber 30, the polarization-independent rare earth-added fiber 50, and the polarization-independent optical fiber 80, the polarization characteristics Is maintained. As a result, all the optical fibers used in the optical fiber laser apparatus 10 are not made polarization-dependent (at least one or more polarization-independent optical fibers are used), and are single-polarized. The laser beam can be output.

また、偏波ファイバ60が希土類添加ファイバ50に対して受光部96側に配置されることで、偏波ファイバ60から出力され、光ファイバ80の第2FBGを通過した光は、希土類添加ファイバ50を伝搬することなく、受光部96へ入力される。これにより、偏波ファイバ60から出力された光の偏波面が、希土類添加ファイバ50を伝搬することで傾くのを抑制することができる。 Further, by arranging the polarization fiber 60 on the light receiving portion 96 side with respect to the rare earth addition fiber 50, the light output from the polarization fiber 60 and passing through the second FBG of the optical fiber 80 can be used for the rare earth addition fiber 50. It is input to the light receiving unit 96 without propagating. As a result, it is possible to prevent the plane of polarization of the light output from the polarization fiber 60 from being tilted by propagating through the rare earth-added fiber 50.

また、光ファイバ80の長さは、10〔mm〕以下とされている。このため、偏波ファイバ60から光ファイバ80へ入力され、光ファイバ80の第2FBGを通過して受取部96へ出力される単一偏波の偏波面が傾く(ドリフトする)のを抑制することができる。 The length of the optical fiber 80 is 10 [mm] or less. Therefore, it is possible to prevent the plane of polarization of single polarization that is input from the polarization fiber 60 to the optical fiber 80, passes through the second FBG of the optical fiber 80, and is output to the receiving unit 96 from tilting (drifting). Can be done.

<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る光ファイバレーザ装置の一例について図5、図6を用いて説明する。なお、第2実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
<Second Embodiment>
An example of the optical fiber laser apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In addition, about 2nd Embodiment, the part different from 1st Embodiment will be mainly described.

第2実施形態に係る光ファイバレーザ装置210は、図5に示されるように、偏波ファイバ260を有している。また、偏波ファイバ260は、偏波依存型の光ファイバであって、希土類添加ファイバ50と光ファイバ80との間で、内部に応力が発生しないように直線状に配置されている。 The optical fiber laser apparatus 210 according to the second embodiment has a polarized fiber 260 as shown in FIG. Further, the polarization fiber 260 is a polarization-dependent optical fiber, and is arranged linearly between the rare earth-added fiber 50 and the optical fiber 80 so that no internal stress is generated.

偏波ファイバ260は、図6に示されるように、断面が円状とされている。そして、偏波ファイバ260は、円状のコア264と、コア264を被覆していると共に一部が弦によって欠けた円状のクラッド266と、クラッド266を被覆している一部が弦によって欠けた円状の樹脂クラッド268と、金属製の金属部262とを有している。 As shown in FIG. 6, the polarized fiber 260 has a circular cross section. The polarized fiber 260 has a circular core 264, a circular clad 266 that covers the core 264 and is partially chipped by the strings, and a part that covers the clad 266 is chipped by the strings. It has a circular resin clad 268 and a metal portion 262 made of metal.

クラッド266の屈折率は、コア264の屈折率よりも低くされ、樹脂クラッド268の屈折率は、クラッド266の屈折率よりも大幅に低くされる。本実施形態では、例えば、コア264の外径が20〔μm〕とされ、クラッド66の外径が400〔μm〕とされ、樹脂クラッド68の外径が1000〔μm〕とされている。 The refractive index of the clad 266 is lower than the refractive index of the core 264, and the refractive index of the resin clad 268 is significantly lower than the refractive index of the clad 266. In the present embodiment, for example, the outer diameter of the core 264 is 20 [μm], the outer diameter of the clad 66 is 400 [μm], and the outer diameter of the resin clad 68 is 1000 [μm].

金属部262は、偏波ファイバ260の一方側(上方側)の部分に配置されている。この金属部262には、偏波ファイバ260の外周面の一部を構成している円弧面262Aと、平面262Bとが形成されている。また、平面262Bは、コア264の外周面と、偏波ファイバ260の径方向で対向している。 The metal portion 262 is arranged on one side (upper side) of the polarization fiber 260. The metal portion 262 is formed with an arcuate surface 262A and a flat surface 262B that form a part of the outer peripheral surface of the polarization fiber 260. Further, the plane 262B faces the outer peripheral surface of the core 264 in the radial direction of the polarized fiber 260.

この構成において、偏波ファイバ260に偏波特性を有さない光が入力されると、偏波ファイバ260は、特定の方向を向いた偏波面の光を低損失で伝搬させる。これにより、偏波ファイバ260を伝搬した光は、単一偏波の光として偏波ファイバ260から出力される。 In this configuration, when light having no polarization characteristic is input to the polarization fiber 260, the polarization fiber 260 propagates the light of the polarization plane facing a specific direction with low loss. As a result, the light propagating through the polarized fiber 260 is output from the polarized fiber 260 as single-polarized light.

これにより、光ファイバレーザ装置210では、全ての光ファイバを偏波依存型の光ファイバとすることなく、単一偏波のレーザ光を出力させることができる。 As a result, the optical fiber laser device 210 can output a single-polarized laser beam without making all the optical fibers into polarization-dependent optical fibers.

<第3実施形態>
本発明の第3実施形態に係る光ファイバレーザ装置の一例について図7を用いて説明する。なお、第3実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
<Third Embodiment>
An example of the optical fiber laser apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment will be mainly described as being different from the first embodiment.

第3実施形態の光ファイバレーザ装置310は、図7に示されるように、偏波ファイバ360を有している。この偏波ファイバ360は、コイル状に曲げられておらず、波状(凹凸状)に曲げられていることで、少なくとも一部(凸部及び凹部)が円弧状に曲げられている。これにより、偏波ファイバ360の内部には、応力が発生している。 The optical fiber laser apparatus 310 of the third embodiment has a polarized fiber 360 as shown in FIG. The polarized fiber 360 is not bent in a coil shape, but is bent in a wavy shape (concavo-convex shape), so that at least a part (convex portion and concave portion) is bent in an arc shape. As a result, stress is generated inside the polarized fiber 360.

第3実施形態の作用については、第1実施形態の作用と同様である。 The operation of the third embodiment is the same as the operation of the first embodiment.

<第4実施形態>
本発明の第4実施形態に係る光ファイバレーザ装置の一例について図8を用いて説明する。なお、第4実施形態については、第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
<Fourth Embodiment>
An example of the optical fiber laser apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about 4th Embodiment, the part different from 1st Embodiment will be mainly described.

第4実施形態の光ファイバレーザ装置410は、図8に示されるように、光ファイバ80と受光部96との間に、1/2波長板414と、偏光ビームスプリッタ416とを有している。さらに、光ファイバレーザ装置410は、偏光ビームスプリッタ416によって分離された光の偏波面の傾きに基づき、1/2波長板414を回転させる制御部418を有している。 As shown in FIG. 8, the optical fiber laser apparatus 410 of the fourth embodiment has a 1/2 wavelength plate 414 and a polarization beam splitter 416 between the optical fiber 80 and the light receiving unit 96. .. Further, the optical fiber laser apparatus 410 has a control unit 418 that rotates the 1/2 wave plate 414 based on the inclination of the polarization plane of the light separated by the polarization beam splitter 416.

1/2波長板414(λ/2プレート)は、入力された光の偏波面の方向を変更させて出力する機能を有している。偏光ビームスプリッタ416(PBS:Polarizing Beam Splitter)は、入力された光の中から、特定の方向を向いていない偏波面の光を分離する機能を有している。そして、偏光ビームスプリッタ416は、特定の方向を向いた偏波面の光を、ビーム光として受光部96へ出力するようになっている。1/2波長板414は、変更部材の一例である。 The 1/2 wave plate 414 (λ / 2 plate) has a function of changing the direction of the plane of polarization of the input light and outputting the light. The polarizing beam splitter 416 (PBS: Polarizing Beam Splitter) has a function of separating light on a polarization plane that does not face a specific direction from the input light. Then, the polarization beam splitter 416 outputs the light of the polarization plane facing a specific direction to the light receiving unit 96 as beam light. The 1/2 wave plate 414 is an example of a changing member.

この構成において、光ファイバ80から出力された光は、1/2波長板414を介して偏光ビームスプリッタ416へ入力される。 In this configuration, the light output from the optical fiber 80 is input to the polarizing beam splitter 416 via the 1/2 wavelength plate 414.

偏光ビームスプリッタ416へ入力された光の偏波面が特定の方向を向いている場合は、偏光ビームスプリッタ416へ入力された光は、受光部96へ出力される。一方、偏光ビームスプリッタ416へ入力された光の偏波面が特定の方向を向いていない場合は、偏光ビームスプリッタ416へ入力された光は、偏光ビームスプリッタ416よって分離される。そして、制御部418は、特定の方向を向いていない偏波面の光から、特定の方向を向いた偏波面に対する傾きを導出し、1/2波長板414を制御して回転させる。これにより、制御部418は、1/2波長板414を通過した光の偏波面を特定の方向へ向かせる。そして、偏光ビームスプリッタ416へ入力された光は、受光部96へ出力される。 When the plane of polarization of the light input to the polarizing beam splitter 416 is oriented in a specific direction, the light input to the polarizing beam splitter 416 is output to the light receiving unit 96. On the other hand, when the polarization plane of the light input to the polarization beam splitter 416 does not face a specific direction, the light input to the polarization beam splitter 416 is split by the polarization beam splitter 416. Then, the control unit 418 derives the inclination with respect to the polarization plane facing the specific direction from the light of the polarization plane not facing the specific direction, and controls and rotates the 1/2 wavelength plate 414. As a result, the control unit 418 directs the plane of polarization of the light that has passed through the 1/2 wavelength plate 414 in a specific direction. Then, the light input to the polarization beam splitter 416 is output to the light receiving unit 96.

第5実施形態の他の作用については、第1実施形態の作用と同様である。 The other actions of the fifth embodiment are the same as those of the first embodiment.

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、第1、3、4実施形態では、偏波ファイバ60をコイル状に巻くことで内部に発生している応力を大きくしたが、偏波ファイバ60を他の形状に変形させることで内部に発生している応力を大きくしてもよい。 Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments can be taken within the scope of the present invention. That is clear to those skilled in the art. For example, in the first, third, and fourth embodiments, the stress generated inside is increased by winding the polarization fiber 60 into a coil, but the polarization fiber 60 is deformed into another shape to be inside. The generated stress may be increased.

また、上記実施形態では、第1、3、4実施形態では、偏波ファイバ60と、光ファイバ80とが別体であったが、偏波ファイバの受光部側を直線状に延長し、第2FBGを形成することで、偏波ファイバと光ファイバとを一体的に形成させてもよい。 Further, in the above-described embodiment, in the first, third, and fourth embodiments, the polarized fiber 60 and the optical fiber 80 are separate bodies, but the light receiving portion side of the polarized fiber is linearly extended to form a first. By forming 2FBG, the polarized fiber and the optical fiber may be integrally formed.

また、上記第1、3、4実施形態では、偏波ファイバ60は、一部が円弧状に曲げられていたが、偏波ファイバ60の全体が円弧状であってもよい。 Further, in the first, third, and fourth embodiments, the polarized fiber 60 is partially bent in an arc shape, but the entire polarized fiber 60 may be in an arc shape.

また、上記第1実施形態では、光ファイバ80を偏波無依存型としたが、光ファイバ80を偏波保持型の光ファイバとしてもよい。この場合には、偏波ファイバ60を伝搬することで単一偏波となり、光ファイバ80の第2FBGを通過した光は、光の偏波面を維持した維持した状態で光ファイバ80からレーザ光として出力することができる。 Further, in the first embodiment, the optical fiber 80 is a polarization-independent type, but the optical fiber 80 may be a polarization-maintaining type optical fiber. In this case, the light is unipolarized by propagating through the polarized fiber 60, and the light that has passed through the second FBG of the optical fiber 80 is used as laser light from the optical fiber 80 while maintaining the plane of polarization of the light. Can be output.

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、励起光源20については、どの部位から光ファイバに入射させてもよい。 Further, although not particularly described in the above embodiment, the excitation light source 20 may be incident on the optical fiber from any portion.

10 光ファイバレーザ装置
26 偏波ファイバ
30 光ファイバ(第一ファイバの一例)
32 第1FBG
50 希土類添加ファイバ
60 偏波ファイバ
80 光ファイバ(第二ファイバの一例)
82 第2FBG
210 光ファイバレーザ装置
260 偏波ファイバ
310 光ファイバレーザ装置
360 偏波ファイバ
410 光ファイバレーザ装置
414 1/2波長板(変更部材の一例)
416 偏光ビームスプリッタ
418 制御部
10 Optical fiber laser device 26 Polarized fiber 30 Optical fiber (example of first fiber)
32 1st FBG
50 Rare earth element added fiber 60 Polarized fiber 80 Optical fiber (example of second fiber)
82 2nd FBG
210 Optical fiber laser device 260 Polarized fiber 310 Optical fiber laser device 360 Polarized fiber laser device 410 Optical fiber laser device 414 1/2 wave plate (example of modified member)
416 Polarization beam splitter 418 Control unit

Claims (5)

希土類元素が添加されている偏波無依存型の希土類添加ファイバと、
前記希土類添加ファイバの一端に端部が接続され、第1FBGが形成されている偏波無依存型の第1ファイバと、
前記希土類添加ファイバの他端に一端が接続されている偏波依存型の偏波ファイバと、
前記偏波ファイバの他端に端部が接続され、前記第1FBGの反射率と比して低い反射率の第2FBGが形成されている第2ファイバと、
を備えた光ファイバレーザ装置。
Polarization-independent rare earth-added fibers to which rare earth elements are added,
A polarization-independent first fiber in which an end is connected to one end of the rare earth-added fiber and a first FBG is formed.
A polarization-dependent polarization fiber having one end connected to the other end of the rare earth-added fiber,
A second fiber in which an end portion is connected to the other end of the polarized fiber and a second FBG having a reflectance lower than that of the first FBG is formed.
Optical fiber laser device equipped with.
前記偏波ファイバは、偏波保持型の光ファイバである請求項1に記載の光ファイバレーザ装置。 The optical fiber laser apparatus according to claim 1, wherein the polarized fiber is a polarization-maintaining optical fiber. 前記第2ファイバは、偏波保持型の光ファイバである請求項2に記載の光ファイバレーザ装置。 The optical fiber laser apparatus according to claim 2, wherein the second fiber is a polarization-maintaining optical fiber. 前記偏波ファイバは、少なくとも一部が円弧状に曲げられている請求項1〜3の何れか1項に記載の光ファイバレーザ装置。 The optical fiber laser apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the polarized fiber is bent in an arc shape. 前記第2ファイバから出力された光の偏波面の方向を変更して出力することができる変更部材と、
前記変更部材から出力された光が入力される偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタによって分離された光の偏波面の方向に基づき、前記変更部材を制御して前記変更部材から出力される光の偏波面の方向を変更させる制御部と、
を備える請求項1、2、4の何れか1項に記載の光ファイバレーザ装置。
A changing member capable of changing the direction of the plane of polarization of light output from the second fiber and outputting the light.
A polarizing beam splitter to which the light output from the changing member is input, and
A control unit that controls the changing member to change the direction of the plane of polarization of light output from the changing member based on the direction of the plane of polarization of light separated by the polarizing beam splitter.
The optical fiber laser apparatus according to any one of claims 1, 2 and 4.
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