JPH01203236A - ファイバレーザーの製造方法 - Google Patents
ファイバレーザーの製造方法Info
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- JPH01203236A JPH01203236A JP2792788A JP2792788A JPH01203236A JP H01203236 A JPH01203236 A JP H01203236A JP 2792788 A JP2792788 A JP 2792788A JP 2792788 A JP2792788 A JP 2792788A JP H01203236 A JPH01203236 A JP H01203236A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザー活性物質を含んだファイバガラスレー
ザーの製造方法に関する。
ザーの製造方法に関する。
従来この種のファイバガラスレーザーは溶融法、ＣｊＶ
Ｄ法等によりレーザー活性物質を含んだガラス体を作製
した後、延伸してファイバレーザーとしていた。
Ｄ法等によりレーザー活性物質を含んだガラス体を作製
した後、延伸してファイバレーザーとしていた。
溶融法は高温で溶融状態にあるガラスにレーザー活性物
質を添加した後、冷却、固化してガラス化するため、溶
融容器（坩堝）からガラスへの不鈍物による汚染がｍｖ
られず、高純度のレーザーガラスは得られない。また、
ガラスの組成によっては溶融状態にあっても粘性が非常
に高く、レーザー活性物質をガラス中に均質に導入する
ことができない。さらに、−工程ではコア・クラッド構
造を有するファイバレーザー母材は作製できないなど種
々の課題を有する。つまり、コアとなるガラス体とクラ
ッドとなるガラス体を各々別々に作製しておき、物理的
に一体化しつつ延伸ファイバ化を行うため、工程的には
かなり複雑となる。また、一体化する場合にコア・クラ
ッド界ｌｌ１Ｋ不純物、気泡が入りやすく、レーザー発
振を極めて困難なものとする場合が多い。
質を添加した後、冷却、固化してガラス化するため、溶
融容器（坩堝）からガラスへの不鈍物による汚染がｍｖ
られず、高純度のレーザーガラスは得られない。また、
ガラスの組成によっては溶融状態にあっても粘性が非常
に高く、レーザー活性物質をガラス中に均質に導入する
ことができない。さらに、−工程ではコア・クラッド構
造を有するファイバレーザー母材は作製できないなど種
々の課題を有する。つまり、コアとなるガラス体とクラ
ッドとなるガラス体を各々別々に作製しておき、物理的
に一体化しつつ延伸ファイバ化を行うため、工程的には
かなり複雑となる。また、一体化する場合にコア・クラ
ッド界ｌｌ１Ｋ不純物、気泡が入りやすく、レーザー発
振を極めて困難なものとする場合が多い。
一方、ＣＶＤ法はいわゆるスート・プロセスを応用した
ものでコア・クラッドの一体成型が可能である反面、原
料の使用効率が悪く、レーザー活性物質どうしが会合し
やすく、また、脈理が発生しやすいなどの課題を有する
。
ものでコア・クラッドの一体成型が可能である反面、原
料の使用効率が悪く、レーザー活性物質どうしが会合し
やすく、また、脈理が発生しやすいなどの課題を有する
。
そこで、本発明はドーパントの純度及び分布の制御性が
良好で、なお且つコア・クラッド構造の一体成型が可能
である、ファイバレーザーの新しい製造方法を提供する
ことを目的とする。
良好で、なお且つコア・クラッド構造の一体成型が可能
である、ファイバレーザーの新しい製造方法を提供する
ことを目的とする。
前記の目的を達成するために本発明のファイバレーザー
の製造方法は、レーザー活性物質をコア層に含有したフ
ァイバレーザーの製造方法において、 α）管状の多孔質ガラス体の内壁面側からし一ザー活性
物質を含有するドーパント溶液を拡散させる工程と、 ｂ）該多孔質ガラス体を乾燥、焼結、延伸してファイバ
化する工程、 からなることを特徴とする。
の製造方法は、レーザー活性物質をコア層に含有したフ
ァイバレーザーの製造方法において、 α）管状の多孔質ガラス体の内壁面側からし一ザー活性
物質を含有するドーパント溶液を拡散させる工程と、 ｂ）該多孔質ガラス体を乾燥、焼結、延伸してファイバ
化する工程、 からなることを特徴とする。
ドーパント溶液の拡散プロファイルは、溶液を含めた拡
散糸の温度、多孔質ガラス体の物性（例えば細孔径、そ
の分布状態など）、ドーパント溶液の物性（例えば粘性
、使用溶媒など）、拡散時に作用させる圧力の程度、拡
＃ｊ、後の処理条件等、多くの因子により制御が可能で
ある。
散糸の温度、多孔質ガラス体の物性（例えば細孔径、そ
の分布状態など）、ドーパント溶液の物性（例えば粘性
、使用溶媒など）、拡散時に作用させる圧力の程度、拡
＃ｊ、後の処理条件等、多くの因子により制御が可能で
ある。
もちろん二種類以上のドーパントを同時に用いることは
十分に可能である。例えば、ガラス化時にシリカガラス
に対して屈折率を高める作用をするゲルマニウムを共ド
ープ材として用いれば、コア部分の屈折率を容易に高め
、ファイバレーザーとしての構造設計が容易となる。ま
た、Ｎ（Ｌと伴にｙｂなどの増感剤を共ドープ材として
用いれば、発振効率を上げられる可能性がある。
十分に可能である。例えば、ガラス化時にシリカガラス
に対して屈折率を高める作用をするゲルマニウムを共ド
ープ材として用いれば、コア部分の屈折率を容易に高め
、ファイバレーザーとしての構造設計が容易となる。ま
た、Ｎ（Ｌと伴にｙｂなどの増感剤を共ドープ材として
用いれば、発振効率を上げられる可能性がある。
本発明で使用する管状多孔質ガラス体は、その製法を限
定されるものではないが、アルキルシリケート及びシリ
カ微粒子を主原料とするゾルゲル法を応用して得られる
多孔質体は極めて高純度であるとともに、多孔質体中の
細孔径、径分布等を任意に制御できることから、ファイ
バレーザー製造用の多孔質体として最適である。
定されるものではないが、アルキルシリケート及びシリ
カ微粒子を主原料とするゾルゲル法を応用して得られる
多孔質体は極めて高純度であるとともに、多孔質体中の
細孔径、径分布等を任意に制御できることから、ファイ
バレーザー製造用の多孔質体として最適である。
さらに、この多孔質ガラス体はドーパントの拡散プロフ
ァイルの制御性及び機械的強度の点から、予め何らかの
熱処理を行っておくことが望ましい。
ァイルの制御性及び機械的強度の点から、予め何らかの
熱処理を行っておくことが望ましい。
本発明を実施例に基づき説明するが、本発明は以下の実
施例に限定されるものではない。
施例に限定されるものではない。
実施例１゜
エチルシリケート、エタノール、水、アンモニアを出発
原料として調整した分散性の良いシリカ微粒子溶液と、
エチルシリケートの酸性加水分解溶液とから成るシリカ
ゾル溶液をモールド容器に仕込み、ゲ西化、乾燥させて
管状の多孔質シリカガラス体（外径２５ｗφ、内径４Ｗ
φ、長さ１５０ ｍｍ ｌ ）を作製した。この多孔体
を９００℃の温度で熱処理して、１ｏｏＸ４１度の細孔
を多数有する多孔質シリカガラス体に改質した。
原料として調整した分散性の良いシリカ微粒子溶液と、
エチルシリケートの酸性加水分解溶液とから成るシリカ
ゾル溶液をモールド容器に仕込み、ゲ西化、乾燥させて
管状の多孔質シリカガラス体（外径２５ｗφ、内径４Ｗ
φ、長さ１５０ ｍｍ ｌ ）を作製した。この多孔体
を９００℃の温度で熱処理して、１ｏｏＸ４１度の細孔
を多数有する多孔質シリカガラス体に改質した。
次に、所定量の塩化ネオジム、テトラブトキシゲルマニ
ウム、エタノールから成るドーパント溶液を調製し、そ
の溶液を先に作製した管状多孔質シリカガラス体の中空
部に満たし、室温にて約５分間ドーパント溶液の拡散を
行った。拡散後の多孔質体は６０℃の恒温恒湿槽中で約
２４時間かけて乾燥した後、最高１４００℃まで加熱す
ることにより多孔質体の無孔化を行い管状の透明ガラス
体を碍だ。このガラス体を中実化するとともに、外径的
１２５μｍｎのファイバ伏に線引きし、コア部分にレー
ザー活性物質としてネオジムをドープした昨−モードフ
ァイバを得た。
ウム、エタノールから成るドーパント溶液を調製し、そ
の溶液を先に作製した管状多孔質シリカガラス体の中空
部に満たし、室温にて約５分間ドーパント溶液の拡散を
行った。拡散後の多孔質体は６０℃の恒温恒湿槽中で約
２４時間かけて乾燥した後、最高１４００℃まで加熱す
ることにより多孔質体の無孔化を行い管状の透明ガラス
体を碍だ。このガラス体を中実化するとともに、外径的
１２５μｍｎのファイバ伏に線引きし、コア部分にレー
ザー活性物質としてネオジムをドープした昨−モードフ
ァイバを得た。
このファイバの概要を第１底に、分光損失特性を第１図
に示す。第１図から励起波長帯である０、８３μｍ付近
に大きな吸収が、発振波長帯である１、０８μｍ付近に
はほとんど吸収がないことがわかる。
に示す。第１図から励起波長帯である０、８３μｍ付近
に大きな吸収が、発振波長帯である１、０８μｍ付近に
はほとんど吸収がないことがわかる。
次にファイバ長を１０７７１とし、その両端面に波長λ
＝ ＋、 ０８μｍにおける反射率及びλ＝： ０．８
５μｍにおける透過率が入射側で各々Ｒ＝ ９９．９％
。
＝ ＋、 ０８μｍにおける反射率及びλ＝： ０．８
５μｍにおける透過率が入射側で各々Ｒ＝ ９９．９％
。
Ｔ＝９９％であり、出射側で各々Ｒ＝８９％、Ｔ＝９２
％であるミラーを作り込み、入射側からλ：ｏ、８５μ
ｍの半導体レーザーで励振を行ったところ、λ＝ １．
０８μｍ帯でレーザー発振を行うことが確認された。こ
の場合の入出力特性を第２図に示す。発振のしきい値は
約１．５ ｍ Ｗと低くスロープ効率も約５５％と弁材
に高い値であることから、このファイバレーザーはネオ
ジムが十分均一にドーピングされていること、コア、ク
ラッド界面における不整合性が非７オに小さいことなど
が推察され、本発明の製造方法がファイバレーザーの製
法として極めて適していることが確、ｉ、Ｑできた。
％であるミラーを作り込み、入射側からλ：ｏ、８５μ
ｍの半導体レーザーで励振を行ったところ、λ＝ １．
０８μｍ帯でレーザー発振を行うことが確認された。こ
の場合の入出力特性を第２図に示す。発振のしきい値は
約１．５ ｍ Ｗと低くスロープ効率も約５５％と弁材
に高い値であることから、このファイバレーザーはネオ
ジムが十分均一にドーピングされていること、コア、ク
ラッド界面における不整合性が非７オに小さいことなど
が推察され、本発明の製造方法がファイバレーザーの製
法として極めて適していることが確、ｉ、Ｑできた。
実施例ム
実施例１と同様の熱処理済みの多孔質シリカガラス体に
、塩化エルビウム、テトラブトキシゲルマニウム、エタ
ノールから成るドーパント溶液を拡散させ、コア部分に
エルビウムをドーピングした単一モードファイバを作製
した。製造方法及び条件は実施例１に準じて行った。エ
ルビウムの含有量を２０ｐｐｍとし、長さ２０画のファ
イバの両端面に励起光の入射側でＲ，＝９９．９％。
、塩化エルビウム、テトラブトキシゲルマニウム、エタ
ノールから成るドーパント溶液を拡散させ、コア部分に
エルビウムをドーピングした単一モードファイバを作製
した。製造方法及び条件は実施例１に準じて行った。エ
ルビウムの含有量を２０ｐｐｍとし、長さ２０画のファ
イバの両端面に励起光の入射側でＲ，＝９９．９％。
Ｔ１＝９１％、出射側でＲ，＝９０％、Ｔ２＝９２％と
なるミラーを付はレーザーキャビティを（１′Ｉ￥成し
、λ＝２．７μｍ帯でレーザー発振を確認した。
なるミラーを付はレーザーキャビティを（１′Ｉ￥成し
、λ＝２．７μｍ帯でレーザー発振を確認した。
以上ここでは、レーザー活性物質としてネオジム及ヒエ
ルビウムを用いた実施例を示したが、他の様々なレーザ
ー活性物質、例えば七すウム、ユーロピウム、クロム、
テルビウム、ツリウム、サマリウム等を用いた場合も同
様に本発明を応用可能であることは言うまでもない。
ルビウムを用いた実施例を示したが、他の様々なレーザ
ー活性物質、例えば七すウム、ユーロピウム、クロム、
テルビウム、ツリウム、サマリウム等を用いた場合も同
様に本発明を応用可能であることは言うまでもない。
以上述べたように本発明によれば、ファイバレーザーの
レーザー活性物質を含有したコア層の形成方法において
、管状の多孔質ガラス体の内壁面側からレーザー活性物
質を含有するドーパント溶液を拡散させるという方法と
、その後、それを乾燥、焼結、延伸してファイバ化する
という工程をとることによって、極めて高品質なファイ
バレーザー用母材もしくはファイバレーザーを得ること
ができる。
レーザー活性物質を含有したコア層の形成方法において
、管状の多孔質ガラス体の内壁面側からレーザー活性物
質を含有するドーパント溶液を拡散させるという方法と
、その後、それを乾燥、焼結、延伸してファイバ化する
という工程をとることによって、極めて高品質なファイ
バレーザー用母材もしくはファイバレーザーを得ること
ができる。
本発明の特徴はレーザー活性物質と同時に屈折率制御材
を同時に導入することができ、コア、クラッドの二層ｈ
ｌｔ造を一工固で造り込むことが可能である。これは、
工程の簡略化と伴にコア、クラッド界面における不整合
性を最小に抑えることを意味する。また、ドーパシトの
プロファイルの制御が容易に行える点も大きな特徴であ
る。本発明は屯にファイバレーザーに限定されず光増幅
器。
を同時に導入することができ、コア、クラッドの二層ｈ
ｌｔ造を一工固で造り込むことが可能である。これは、
工程の簡略化と伴にコア、クラッド界面における不整合
性を最小に抑えることを意味する。また、ドーパシトの
プロファイルの制御が容易に行える点も大きな特徴であ
る。本発明は屯にファイバレーザーに限定されず光増幅
器。
ファイバセンサー等の製造方法としても十分応用が可能
である。
である。
第１図は実施例１で作製したネオジム含有ファイバの分
光損失特性を示す図。 第２図は実施例１で作製したネオジム含有ファイバレー
ザーの入出力特性を示す図。 Ｑ、４ ｏ、ＩＪ ＋、２ １．６
５を長（ＪＡ市） 第１図 第２図
光損失特性を示す図。 第２図は実施例１で作製したネオジム含有ファイバレー
ザーの入出力特性を示す図。 Ｑ、４ ｏ、ＩＪ ＋、２ １．６
５を長（ＪＡ市） 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）レーザー活性物質をコア層に含有したファイバレ
ーザーの製造方法において、 ａ）管状の多孔質ガラス体の内壁面側からレーザー活性
物質を含有するドーパント溶液を拡散させる工程と、 ｂ）該多孔質ガラス体を乾燥、焼結、延伸してファイバ
化する工程、 からなることを特徴とするファイバレーザーの製造方法
。 - （２）上記管状多孔質ガラス体はアルキルシリケート及
びシリカ微粒子を主成分とするゾル溶液から、ゾルゲル
法により製造されたものであることを特徴とする第１項
記載のファイバレーザーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2792788A JPH01203236A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | ファイバレーザーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2792788A JPH01203236A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | ファイバレーザーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203236A true JPH01203236A (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=12234518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2792788A Pending JPH01203236A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | ファイバレーザーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01203236A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0451293A1 (en) * | 1989-10-31 | 1991-10-16 | Fujitsu Limited | Production method for optical fiber base material |
| EP0520402A2 (en) * | 1991-06-24 | 1992-12-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Method for producing glass preform for optical fiber |
| US5284500A (en) * | 1989-10-31 | 1994-02-08 | Fujitsu Limited | Process for fabricating an optical fiber preform |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP2792788A patent/JPH01203236A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0451293A1 (en) * | 1989-10-31 | 1991-10-16 | Fujitsu Limited | Production method for optical fiber base material |
| US5284500A (en) * | 1989-10-31 | 1994-02-08 | Fujitsu Limited | Process for fabricating an optical fiber preform |
| US5711782A (en) * | 1989-10-31 | 1998-01-27 | Fujitsu Limited | Process for fabricating an optical fiber preform |
| EP0520402A2 (en) * | 1991-06-24 | 1992-12-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Method for producing glass preform for optical fiber |
| US5314518A (en) * | 1991-06-24 | 1994-05-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing glass preform for optical fiber |
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