JPH05505280A - 改良された光ファイバレーザ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された光フアイバレーザ 本発明は、単モード光フアイバレーザおよびかかるレーザに使用されるファイバ 、特にコアと、このコアを包囲する内方クラッドと、この内方クラッドおよびコ アを包囲する外方クラッドとを備えたものに関する。

単モード光フアイバレーザは、寸法が非常に小さい（典型的には数ミクロン）の 、ドープされた活性コアを備えている。コアは、そのサイズが小さいがために、 一つのモードを支持するのみであるという事実は、大きな利点であり、光フアイ バレーザおよび増幅器の多くの用途において必要な特徴である。しかし、残念乍 ら、コアの寸法が小さいということは、光フアイバレーザは、実質的に完全な空 間特性を有するレーザビーム、即ち、単モードビームを発生するレーザによって のみ有効にボンピングされることを意味する。

ダイオードレーザはボンピング源として好適であるが、ダイオードレーザから単 一モードビームとして得らるパワーは限られている、数ワットと言ったもっと高 いパワーは、配列（ａｒｒａｙｓ）の形のダイオードレーザから得ることができ る。しかし、かかる配列においては、発生されるビームは非常に多モートであっ て、単モートファイバコアに直接送り込むのには適していない。

この問題点の一つの解決策はクラットボンピングを使用することである。トープ された活性単モードコアを、もっと大きなそしてドープされていない、従って透 明なりラッドで包囲する。次いで、このクラッドを外方クラッドで包囲して、内 方クラッドに送り込まれた光を、通常の光ファイバで光を案内すると同様に、内 方クラッド内で案内する。この構成は、例えばダイオードレーザ配列からの多モ ードビームを内方クラッドに送り込むのを可能ならしめ、この多モードビームが 進むにつれて、この多モードビームからの光が単モードコア中へ漏れる。これに より、コアを多モードビームでボンピングすることができ、最終的には吸収され た多モードパワーの全てがコア内で単モードレーザビーム放出に変換される。こ のように、この構成によればダイオード配列の高出力ビームの明るさを増大させ ることができるという大きな利点が得られ、従って、多くの用途に使用すること ができる。

本発明によれば、光フアイバレーザおよびこれに使用するファイバは、コアとこ のコアを包囲する内方クラッドと、この内方クラッドと前記コアとを包囲する外 方クラッドとを備えた光フアイバレーザにおいて、前記コアを第一のレーザ活性 材料でドープし、前記内方クラッドを異なる第二のレーザ活性材料でドープし、 光源は前記内方クラッド内でレーザ放出を行わせるように内方クラッドをボンピ ングする多モード光源であり、前記レーザ放出が光フアイバコア内のレーザ活性 ドープ剤に対するポンプ輻射として作用するようにした点を特徴とする。

しかして、内方クラット：よダイオード配列または他の任意適当な多モートポン プビームによってボンピングすることができる。ファイバの端部は、通常の光フ アイバレーザにおけるミラーで終っており、従って、多モート内方クラット内で レーザ光が発生される。内方クラット内で発生したレーザ光は次いで単モートコ ア内へ漏洩し、ここでコア内のレーザ活性トープ剤に対してポンプ輻射線として 機能する。これは、内方クラッドのドープ剤およびコアのドープ剤に適した波長 において高反射率を有するように構成された同一の端ミラーを使用してレーザ光 を発生する。

この構成は、透明な内方クラットを使用した従来のクラットボンピング構成に比 較して大きな利点を有する。

即ち、第一にダイオード配列からのポンプ輻射線を非常に短い長さ内で吸収する ことができる。というのは５ポンプ輻射線はコアへの漏洩ではなくて内方クラッ ドによって直接吸収されるからである。このように長さが小さいということは多 くの利点を有する。例λば、Ｑ−スイッチされる時に短いパルス動作が可能にな り、かつ過剰な損失を回避する。第二に、レーザ光を発生ずる内方クラッド内で のレーザ強度をポンプ源からの光の強度よりかなり大きくすることができる。従 って、本発明の光フアイバレーザは、コア内で３−レベル材料をボンピングする のに特に適している。かかる３−レベルレーザ材料は４−レベルレーザより高い ポンプ強度を必要とする。潜在的により有用なファイバレーザの多（：よ３−レ ベル材料を使用しているので、前記の第二の利点は非常に重要ある。

上述した利点は最も重要なのであるが、本発明の光フアイバレーザを他の方法で も有利に使用することができる。

例えば、コヒーレントでないランプによって内方コアを横断方向にボンピングす ることができ、その場合内方コアは多モートレーザ発振を介して単モードコアに パワーを伝達する。しかして、ポンプ源として非コヒーレントランプを使用して 、合理的な効率の単モート出力を得ることができる。

以下、本発明による光フアイバレーザを、その断面を概略的に例示する図面を参 照して詳細に説明する。

第１図に示す光フアイバレーザ１０は、ネオジウムでドープした内方クラッド１ ２とツリウムでドープした単モードコア１４とを備えており、適当な外方クラッ ド１６が内方クラッド１２とコア１４とを包囲している。

内方クラッドはダイオード配列（図示せず）によってボンピングされて、１．０ ６ｕｍでレーザ光を発する。ネオジウムによるレーザ光出力はコア１４をボンピ ングし、コア１４は２ｕｍでレーザ出力を発生する。このように、この光ファイ バはダイオード列の多モード出力を２　ｕ　ｍでの単モード出力に変換すること ができる２約１ワット程度の単モードパワーレベルを有する簡単で全体がソリッ ドステートの源が有効な多くの用途がある。

ダイオードレーザ自身は、要求されるビーム品質を提供し久ないから、本発明の 光フアイバレーザを使用することでこれらの用途に大きな突破口が開かれる。即 ち、ダイ才一ドが安価でかつ信頼性があるという利点は利用しつつ効４の過剰な 損失を伴うことなくビームの特性を高めること力できるのである。

率 が 要　約　書 光フアイバレーザは、コア（１４）と、このコアを包囲する内方クラット（１２ ）と、この内方クラッドおよび前記コアを包囲する光ファイバを備えている。前 記コア（１２）は第一のレーザ活性材料、好ましくはツリウムででドープされる 。内方クラットは異なる第二のレーザ活性材料、例えばネオジウムでドープされ かつダイオード配列の如き多千〜トボンブ光源によってボンピングされる。内方 クラット（１２）をボンピングすると、内方クラット内でレーザ放出が生じ、こ のレーザ放出は、コア（１４）内のレーザ活性トープ剤に対するポンプ輻射とし て作用する。

平成４年６月２２日　囚

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．コア（１４）と、このコアを包囲する内方クラッド（１２）と、この内方ク ラッドおよび前記コアを包囲する外方クラッド（１６）とを有する光ファイバ（ １０）および光源を備えた光ファイバレーザにおいて、前記コア（１４）を第一 のレーザ活性材料でドープし、内方クラッドを異なる第二のレーザ活性材料でド ープし、前記光源（１２）は前記内方クラッド（１２）内でレーザ放出を行わせ るように内方クラッド（１２）をポンピングする多モード光源であり、前記レー ザ放出が光ファイバコア（１４）内のレーザ活性ドープ剤に対するポンプ輻射と して作用するようにしたことを特徴とする光ファイバレーザ。
2. ２．多モードポンプ光源がダイオード配列であることを特徴とする請求項１の光 ファイバレーザ。
3. ３．光ファイバレーザに使用する光ファイバ（１０）であって、コア（１４）と 、このコアを包囲する内方クラッド（１２）と、この内方クラッドおよび前記コ アを包囲する外方クラッド（１６）とを有するものにおいて、前記コア（１４） を第一のレーザ活性材料でドープし、前記内方クラッド（１２）を異なる第二の レーザ活性材料でドープしたことを特徴とする光ファイバレーザ。
4. ４．第一のレーザ活性材料が３−レベルレーザ材料であることを特徴とする請求 項１，２または３の装置。
5. ５．第一のレーザ活性材料がツリウムであることを特徴とする請求項４の装置。
6. ６．第二のレーザ活性材料がネオジウムであることを特徴とする請求項１乃至５ のいずれか一の装置。