JPH1187811A - Laser device - Google Patents

Laser device

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Publication number
JPH1187811A
JPH1187811A JP24245797A JP24245797A JPH1187811A JP H1187811 A JPH1187811 A JP H1187811A JP 24245797 A JP24245797 A JP 24245797A JP 24245797 A JP24245797 A JP 24245797A JP H1187811 A JPH1187811 A JP H1187811A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
band
oscillation wavelength
laser device
wavelength
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP24245797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Mimura
榮紀 三村
Yukio Noda
行雄 野田
Tetsuya Nakai
哲哉 中井
Toshio Tani
俊男 谷
Tomomi Sudo
智美 須藤
Shunichi Ono
俊一 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furuuchi Kagaku Kk
KDDI Corp
Original Assignee
Furuuchi Kagaku Kk
Kokusai Denshin Denwa KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furuuchi Kagaku Kk, Kokusai Denshin Denwa KK filed Critical Furuuchi Kagaku Kk
Priority to JP24245797A priority Critical patent/JPH1187811A/en
Publication of JPH1187811A publication Critical patent/JPH1187811A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the energy conversion efficiency of a fiber laser. SOLUTION: To both ends of a light amplification fiber 10 composed of a fluoride fiber to which Pr ions and Yb ions are added, optical fiber gratings 12a and 12b for selectively reflecting 1.02 μm band and the optical fiber gratings 14a and 14b for selectively reflecting 1.3 μm band are respectively connected. A pigtail fiber 16 for excitation light input is connected to the opposite end of the optical fiber grating 14a, and the output laser beam of an excitation light source 18 laser oscillated in 0.98 μm band is converged by a convergence lens 20 and made incident on the pigtail fiber 16. On the other hand, to the opposite end of the optical fiber grating 14b, an output optical fiber 22 for taking out laser oscillation light is connected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ装置に関
し、より具体的には、波長変換を使用したレーザ装置に
関する。
The present invention relates to a laser device, and more particularly, to a laser device using wavelength conversion.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長変換を使用したレーザ装置として
は、特定の2種類以上の発光元素を添加した光ファイバ
を光増幅媒体とするファイバ・レーザが知られている。
例えば、レーザ発振波長で発光する第1の元素と、当該
第1の元素の励起波長で発光する第2の元素を添加した
光ファイバに、外部から当該第2の元素を励起する励起
光を導入する。即ち、2段階に波長変換して、所望のレ
ーザ発振波長でレーザ発振させる。
2. Description of the Related Art As a laser device using wavelength conversion, a fiber laser using an optical fiber doped with two or more specific light-emitting elements as an optical amplification medium is known.
For example, an excitation light for exciting the second element is externally introduced into an optical fiber to which a first element emitting at a laser oscillation wavelength and a second element emitting at the excitation wavelength of the first element are added. I do. That is, wavelength conversion is performed in two stages, and laser oscillation is performed at a desired laser oscillation wavelength.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような複
数段階の波長変換を利用する従来のレーザ装置では、レ
ーザ発振波長の選択範囲が拡がるものの、各波長変換段
階における非発光遷移等によるエネルギー損失や、光結
合損が多いので、エネルギー変換効率が悪いという問題
点があった。
However, in a conventional laser device utilizing such a plurality of stages of wavelength conversion, although the selection range of the laser oscillation wavelength is widened, energy loss due to non-light emission transition or the like in each wavelength conversion stage. Also, there is a problem that the energy conversion efficiency is poor due to the large optical coupling loss.

【0004】本発明は、複数段階の波長変換を経てもエ
ネルギー変換効率の良いレーザ装置を提示することを目
的とする。
An object of the present invention is to provide a laser device having high energy conversion efficiency even after a plurality of stages of wavelength conversion.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、第1励起光
により励起され当該第1励起光の波長及び発振波長とは
異なる波長の第2励起光を発生する第2励起光発生材
料、並びに、当該第2励起光で励起されて当該発振波長
で発光する発振波長発光材料を具備する発光媒体の両側
に、少なくとも当該第2励起光の波長及び当該発振波長
を選択的に反射する第1及び第2の反射部材を配置し
て、当該第2の励起光及び当該発振波長の共振器を形成
する。これにより、第2励起光が発光媒体に閉じ込めら
れ、効率的に発振波長発光材料を励起するので、高いエ
ネルギー変換効率を達成できる。
According to the present invention, there is provided a second excitation light generating material which is excited by a first excitation light to generate a second excitation light having a wavelength different from the wavelength of the first excitation light and the oscillation wavelength; The first and second wavelengths of the second excitation light and the first and second wavelengths are selectively reflected on both sides of a light-emitting medium having an oscillation wavelength light-emitting material that is excited by the second excitation light and emits light at the oscillation wavelength. A second reflection member is arranged to form a resonator having the second excitation light and the oscillation wavelength. Thereby, the second excitation light is confined in the light emitting medium and efficiently excites the luminescent material of the oscillation wavelength, so that high energy conversion efficiency can be achieved.

【0006】発光媒体は、当該第2励起光発生材料を具
備する第1の媒体と、当該発振波長発光材料を具備する
第2の媒体とに分離しても良い。こうすれば、個別の発
光材料に応じた最適な条件で発光媒体を用意できる。発
光媒体は例えば、フッ化物ファイバからなる。
[0006] The luminous medium may be divided into a first medium having the second excitation light generating material and a second medium having the oscillating wavelength luminescent material. In this case, a light-emitting medium can be prepared under optimum conditions according to individual light-emitting materials. The light emitting medium is made of, for example, a fluoride fiber.

【0007】第2励起光発生材料をYr、発振波長発光
材料をPr、第1励起光の波長を0.98μm帯とする
ことで、1.3μm帯のレーザ装置を実現できる。
By setting the second excitation light generating material to Yr, the oscillation wavelength light emitting material to Pr, and the wavelength of the first excitation light to 0.98 μm band, a 1.3 μm band laser device can be realized.

【0008】第2励起光発生材料をEr、発振波長発光
材料をTm、第1励起光の波長を1.48μm帯とする
ことで、1.9μm帯のレーザ装置を実現できる。
By setting the second excitation light generating material to Er, the oscillation wavelength light emitting material to Tm, and the wavelength of the first excitation light to 1.48 μm band, a 1.9 μm band laser device can be realized.

【0009】反射部材を、第2励起光の波長を選択的に
反射する第2励起光反射部材と、発振波長を選択的に反
射する発振波長反射部材とに分離することで、各波長の
反射率を個別に設定できる。例えば、第1及び第2の反
射部材に含まれる第1及び第2の第2励起光反射部材の
反射率を共に実質的に100%、当該第1の反射部材に
含まれる発振波長反射部材の反射率を実質的に100
%、当該第2の反射部材に含まれる発振波長反射部材の
反射率をレーザ発振光の取り出し用に100%未満とす
ることができる。これにより、第2励起光を効率的に活
用できる。
By separating the reflecting member into a second excitation light reflecting member that selectively reflects the wavelength of the second excitation light and an oscillation wavelength reflecting member that selectively reflects the oscillation wavelength, the reflection of each wavelength is achieved. Rates can be set individually. For example, the reflectance of the first and second excitation light reflecting members included in the first and second reflecting members is substantially 100%, and the reflectance of the oscillation wavelength reflecting member included in the first reflecting member is substantially 100%. A reflectivity of substantially 100
%, The reflectance of the oscillation wavelength reflection member included in the second reflection member can be set to less than 100% for extracting laser oscillation light. Thereby, the second excitation light can be used efficiently.

【0010】第2励起光反射部材及び発振波長反射部材
をそれぞれ、光ファイバ・グレーティングとすること
で、ファイバ・レーザを実現しやすくなる。
[0010] By using an optical fiber grating for the second excitation light reflecting member and the oscillation wavelength reflecting member, a fiber laser can be easily realized.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0012】図1は、1.3μm帯でレーザ発振する本
発明の第1実施例の概略構成ブロック図を示す。10
は、PrイオンとYbイオンを添加したフッ化物ファイ
バからなる光増幅ファイバであり、その両端にはそれぞ
れ、1.02μm帯を選択的に反射する光ファイバ・グ
レーティング12a,12bと1.3μm帯を選択的に
反射する光ファイバ・グレーティング14a,14bが
接続する。光ファイバ・グレーティング14aの反対端
には励起光入力用のピッグテイル・ファイバ16が接続
し、0.98μm帯でレーザ発振する励起光源18の出
力レーザ光が、集光レンズ20により集光されてピッグ
テイル・ファイバ16に入射するようになっている。他
方、光ファイバ・グレーティング14bの反対端には、
レーザ発振光を取り出すための出力光ファイバ22が接
続する。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of the present invention in which laser oscillation occurs in a 1.3 μm band. 10
Is an optical amplification fiber composed of a fluoride fiber doped with Pr ions and Yb ions, and has optical fiber gratings 12a and 12b and a 1.3 μm band which selectively reflect the 1.02 μm band at both ends thereof. Optical fiber gratings 14a and 14b that selectively reflect are connected. A pigtail fiber 16 for inputting excitation light is connected to the opposite end of the optical fiber grating 14a, and output laser light of an excitation light source 18 which oscillates laser in a 0.98 μm band is condensed by a condenser lens 20 and pigtailed. The light is incident on the fiber 16. On the other hand, at the opposite end of the optical fiber grating 14b,
An output optical fiber 22 for extracting laser oscillation light is connected.

【0013】光ファイバ・グレーティング12a,12
b,14aの反射率は、高いほど好ましく、理想的には
100%でよい。光ファイバ・グレーティング14bの
反射率は、1.3μm帯のレーザ発振光を取り出すため
に、100%未満にしておく。
Optical fiber gratings 12a, 12
The reflectivity of b and 14a is preferably as high as possible, and ideally 100%. The reflectivity of the optical fiber grating 14b is set to less than 100% in order to extract laser oscillation light in the 1.3 μm band.

【0014】なお、光増幅ファイバ10と光ファイバ・
グレーティング12a,12bの間には、必要により、
実効的なコア径及び実効的な屈折率の相違を吸収するマ
ッチング接続部材が配置されることもある。
The optical amplification fiber 10 and the optical fiber
Between the gratings 12a and 12b, if necessary,
A matching connection member that absorbs the difference between the effective core diameter and the effective refractive index may be provided.

【0015】周知の通り、Ybイオンは、0.98μm
帯に吸収帯を持っており、0.98μm帯の励起光を吸
収して、45/2準位から47/2準位への遷移により1.
02μm帯(より詳しくは、1.01〜1.02μmで
あるが、本明細書では、1.02μm帯と表記する。)
で発光する。また、Prイオンは、1.02μm帯に吸
収帯を持ち、1.02μm帯の光によって励起されて、
14準位から35準位への遷移により1.3μm帯で発
光する。
As is well known, Yb ions are 0.98 μm
It has an absorption band in the band, by absorbing the excitation light of 0.98μm band, 1 by the transition from the 4 F 5/2 level to the 4 F 7/2 level.
02 μm band (more specifically, the band is 1.01 to 1.02 μm, but is referred to as a 1.02 μm band in this specification).
Emits light. The Pr ion has an absorption band in the 1.02 μm band, and is excited by light in the 1.02 μm band,
Light is emitted in the 1.3 μm band due to the transition from the 1 G 4 level to the 3 H 5 level.

【0016】本実施例の動作を説明する。励起光源18
が出力する0.98μm帯のレーザ光は集光レンズ20
により集光されてピッグテイル・ファイバ16に入射す
る。ピッグテイル・ファイバ16に入射した0.98μ
m帯の励起光は、光ファイバ・グレーティング14a,
12aをほぼ無損失で通過して光増幅ファイバ10に入
射し、光増幅ファイバ10に添加されたYbイオンを励
起しながら減衰していく。即ち、Ybイオンは0.98
μm帯の励起光により励起され、先に述べたように1.
02μm帯で発光する。光増幅ファイバ10の両端には
1.02μm帯を100%又はほぼ100%反射する光
ファイバ・グレーティング12a,12bを接続してあ
るので、1.02μm帯の共振器構造になり、Ybイオ
ンにより発生された1.02μm光は、光ファイバ・グ
レーティング12a,12b間をラウンドトリップして
光増幅ファイバ10内に閉じ込められ、誘導放出により
非常に大きな光強度となる。
The operation of the embodiment will be described. Excitation light source 18
The laser beam of 0.98 μm band output by
And is incident on the pigtail fiber 16. 0.98 μ incident on pigtail fiber 16
The m-band excitation light is supplied to the optical fiber grating 14a,
The light passes through the optical amplification fiber 10 through the optical amplification fiber 10 with almost no loss, and is attenuated while exciting the Yb ions added to the optical amplification fiber 10. That is, the Yb ion is 0.98
It is excited by the excitation light in the μm band, and as described above, 1.
It emits light in the 02 μm band. Optical fiber gratings 12a and 12b that reflect 100% or almost 100% of the 1.02 μm band are connected to both ends of the optical amplification fiber 10, so that the resonator structure of the 1.02 μm band is generated and generated by Yb ions. The 1.02 μm light round-tripped between the optical fiber gratings 12a and 12b is confined in the optical amplification fiber 10, and has a very high light intensity due to stimulated emission.

【0017】先に述べたように、光増幅ファイバ10に
添加されたPrイオンは、1.02μm帯光を吸収し
て、1.3μm帯で発光する。従って、Prイオンは、
Ybイオンの発生する1.02μ帯光により励起される
ことになる。光増幅ファイバ10の両側、具体的には
1.02μm帯を100%反射する光ファイバ・グレー
ティング12a,12bの外側には、1.3μm帯を反
射する光ファイバ・グレーティング14a,14bを配
置してあるので、1.3μm帯の共振器構造になり、P
rイオンにより発生された1.3μm光は、光ファイバ
・グレーティング14a,14b間をラウンドトリップ
して、光増幅ファイバ10内における誘導放出により非
常に大きな光強度となる。光ファイバ・グレーティング
14aの反射率を100%又はほぼ100%とし、光フ
ァイバ・グレーティング14bの反射率も充分に高くし
ておけば、1.3μm帯でレーザ発振を起こさせること
ができる。
As described above, Pr ions added to the optical amplification fiber 10 absorb light in the 1.02 μm band and emit light in the 1.3 μm band. Therefore, Pr ions are
It will be excited by 1.02 μ band light generated by Yb ions. On both sides of the optical amplification fiber 10, specifically, outside the optical fiber gratings 12a and 12b that reflect 100% of the 1.02 μm band, optical fiber gratings 14a and 14b that reflect the 1.3 μm band are arranged. Therefore, the resonator structure becomes 1.3 μm band, and P
The 1.3 μm light generated by the r ions round-trips between the optical fiber gratings 14 a and 14 b, and has a very high light intensity due to stimulated emission in the optical amplification fiber 10. If the reflectivity of the optical fiber grating 14a is set to 100% or almost 100% and the reflectivity of the optical fiber grating 14b is sufficiently high, laser oscillation can be caused in the 1.3 μm band.

【0018】レーザ発振した1.3μm帯光は、光ファ
イバ・グレーティング14bから出力光ファイバ22に
入射し、出力光ファイバ22を伝搬して外部に取り出さ
れる。
The laser-oscillated 1.3 μm band light enters the output optical fiber 22 from the optical fiber grating 14b, propagates through the output optical fiber 22, and is extracted outside.

【0019】図2は、1.9μm帯でレーザ発振する本
発明の第2実施例の概略構成ブロック図を示す。各素子
の組成及び波長特性を除いては、図1に示す実施例と基
本的に同じ構造になっている。30は、TmイオンとE
rイオンを添加したフッ化物ファイバからなる光増幅フ
ァイバであり、その両端にはそれぞれ、1.58μm帯
を選択的に反射する光ファイバ・グレーティング32
a,32bと1.9μm帯を選択的に反射する光ファイ
バ・グレーティング34a,34bが接続する。光ファ
イバ・グレーティング34aの反対端には励起光入力用
のピッグテイル・ファイバ36が接続し、1.48μm
帯でレーザ発振する励起光源38の出力レーザ光が、集
光レンズ40により集光されてピッグテイル・ファイバ
36に入射するようになっている。他方、光ファイバ・
グレーティング34bの反対端には、レーザ発振光を取
り出すための出力光ファイバ42が接続する。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the present invention in which laser oscillation is performed in the 1.9 μm band. Except for the composition and wavelength characteristics of each element, the structure is basically the same as that of the embodiment shown in FIG. 30 is Tm ion and E
An optical amplifier fiber made of a fluoride fiber doped with r ions, and an optical fiber grating 32 at each end of which selectively reflects the 1.58 μm band.
a and 32b are connected to optical fiber gratings 34a and 34b that selectively reflect the 1.9 μm band. A pigtail fiber 36 for inputting pump light is connected to the opposite end of the optical fiber grating 34a.
The output laser light of the excitation light source 38 that oscillates in the band is condensed by the condenser lens 40 and enters the pigtail fiber 36. On the other hand, optical fiber
An output optical fiber 42 for extracting laser oscillation light is connected to the opposite end of the grating 34b.

【0020】図1に示す実施例と同様に、光ファイバ・
グレーティング32a,32b,34aの反射率は、高
いほど好ましく、理想的には100%でよい。光ファイ
バ・グレーティング34bの反射率は、1.9μm帯の
レーザ発振光を取り出すために、100%未満にしてお
く。
As in the embodiment shown in FIG.
The reflectivity of the gratings 32a, 32b, 34a is preferably as high as possible, and ideally 100%. The reflectivity of the optical fiber grating 34b is set to less than 100% in order to extract laser oscillation light in the 1.9 μm band.

【0021】光増幅ファイバ30と光ファイバ・グレー
ティング32a,32bの間に必要により、実効的なコ
ア径及び実効的な屈折率の相違を吸収するマッチング接
続部材が配置することがあるのは、図1に示す実施例と
同じである。
The need for a matching connection member that absorbs the difference between the effective core diameter and the effective refractive index may be provided between the optical amplification fiber 30 and the optical fiber gratings 32a and 32b, if necessary. This is the same as the embodiment shown in FIG.

【0022】Erイオンは、1.48μm帯に吸収帯を
持っており、1.48μm帯の励起光を吸収して、4
13/2準位から415/2準位への遷移により1.58μm
帯で発光する。また、Tmイオンは、1.58μm帯に
吸収帯を持ち、1.58μm帯の光によって励起され
て、34準位から36準位への遷移により1.9μm帯
で発光する。
Er ions have an absorption band in the 1.48 μm band, absorb excitation light in the 1.48 μm band, and generate 4 I
1.58 μm due to transition from 13/2 level to 4 I 15/2 level
It emits light in a band. Also, Tm ion has an absorption band in the 1.58μm band is excited by light of 1.58μm band, emitting at 1.9μm band by a transition from 3 H 4 level to the 3 H 6 level.

【0023】図2に示す実施例の動作を説明する。波長
関係を除いては、図1に示す実施例と同じであるので、
波長関係を主に説明する。励起光源38が出力する1.
48μm帯のレーザ光は集光レンズ40により集光され
てピッグテイル・ファイバ36に入射し、光ファイバ・
グレーティング34a,32aをほぼ無損失で通過して
光増幅ファイバ30に入射する。光増幅ファイバ30に
入射した1.48μm帯の励起光は、光増幅ファイバ3
0に添加されたErイオンを励起しながら減衰してい
く。即ち、Erイオンが1.48μm帯の励起光により
励起され、先に述べたように1.58μm帯で発光す
る。その1.58μm帯の光は、1.58μm帯を10
0%又はほぼ100%反射する光ファイバ・グレーティ
ング32a,32bからなる共振器構造により、光ファ
イバ・グレーティング32a,32b間をラウンドトリ
ップして光増幅ファイバ30内に閉じ込められ、誘導放
出により非常に大きな光強度となる。
The operation of the embodiment shown in FIG. 2 will be described. Except for the wavelength relationship, it is the same as the embodiment shown in FIG.
The wavelength relationship will be mainly described. 1. Output from the excitation light source 38
The 48 μm band laser light is condensed by the condenser lens 40 and is incident on the pigtail fiber 36, where the optical fiber
The light passes through the gratings 34a and 32a with almost no loss and enters the optical amplification fiber 30. The excitation light in the 1.48 μm band incident on the optical amplification fiber 30 is
It attenuates while exciting the Er ions added to 0. That is, Er ions are excited by the excitation light in the 1.48 μm band, and emit light in the 1.58 μm band as described above. The light in the 1.58 μm band is divided into 1.58 μm band by 10
Due to the resonator structure including the optical fiber gratings 32a and 32b that reflect 0% or almost 100%, the optical fiber gratings 32a and 32b are round-tripped and confined in the optical amplification fiber 30, and are very large due to stimulated emission. Light intensity.

【0024】光増幅ファイバ30に添加されたTmイオ
ンが、1.58μm帯光を吸収して1.9μm帯で発光
する。Tmイオンが発生する1.9μm帯の光は、1.
9μm帯を反射する光ファイバ・グレーティング14
a,14bによる共振器構造内でラウンドトリップし、
主として光増幅ファイバ30内に閉じ込められる。周知
のとおり、光ファイバ・グレーティング34aの反射率
を100%又はほぼ100%とし、光ファイバ・グレー
ティング34bの反射率も充分に高くしておけば、1.
9μm帯でレーザ発振を起こさせることができ、光ファ
イバ・グレーティング34bから1.9μm帯のレーザ
光を取り出すことができる。レーザ発振した1.9μm
帯光は、光ファイバ・グレーティング14bから出力光
ファイバ22に入射し、出力光ファイバ42を伝搬して
外部に取り出される。
The Tm ions added to the optical amplification fiber 30 absorb light in the 1.58 μm band and emit light in the 1.9 μm band. The light in the 1.9 μm band in which Tm ions are generated is as follows.
Optical fiber grating 14 reflecting 9 μm band
a, round trip in the resonator structure by 14b,
It is mainly confined in the optical amplification fiber 30. As is well known, if the reflectivity of the optical fiber grating 34a is set to 100% or almost 100%, and the reflectivity of the optical fiber grating 34b is made sufficiently high, then:
Laser oscillation can be caused in the 9 μm band, and laser light in the 1.9 μm band can be extracted from the optical fiber grating 34b. 1.9 μm with laser oscillation
The band light enters the output optical fiber 22 from the optical fiber grating 14b, propagates through the output optical fiber 42, and is extracted to the outside.

【0025】上記各実施例では、2段階の波長変換を経
ているものの、中間の波長1.02μm帯又は1.58
μm帯に対しても光ファイバ・グレーティング12a,
12b又は同32a,32bによる共振器内に閉じ込め
る構成としているので、中間の波長1.02μm帯光又
は1.58μm帯光を極めて強い光にできる。本来のレ
ーザ発振波長で発光する元素Prイオン又はTmイオン
を実質的に同じ共振器内に配置してあるので、入射結合
損が発生せず、効率的にPrイオン又はTmイオンを励
起できる。従って、エネルギー変換効率の良いファイバ
・レーザを実現できる。
In each of the above embodiments, although the wavelength conversion is performed in two stages, the intermediate wavelength band is 1.02 μm or 1.58 μm.
Optical fiber gratings 12a,
Since it is configured to be confined in the resonator of 12b or 32a and 32b, the intermediate wavelength light of 1.02 μm band or 1.58 μm band light can be made extremely strong light. Since the element Pr ions or Tm ions emitting at the original laser oscillation wavelength are arranged in substantially the same resonator, incident coupling loss does not occur and Pr ions or Tm ions can be efficiently excited. Therefore, a fiber laser with high energy conversion efficiency can be realized.

【0026】上記実施例では、1つの光増幅ファイバ1
0,30に2つのイオンYb,Pr又はイオンEr,T
mを添加したが、Ybイオン又はErイオンを添加した
光増幅ファイバとPrイオン又はTmイオンを添加した
光増幅ファイバをシリアルに接続する構成としても良
い。
In the above embodiment, one optical amplification fiber 1
The two ions Yb, Pr or ions Er, T at 0, 30
Although m is added, a configuration may be adopted in which an optical amplification fiber to which Yb ions or Er ions are added and an optical amplification fiber to which Pr ions or Tm ions are added are serially connected.

【0027】また、特定の波長を選択的に反射する反射
素子として、光ファイバ・グレーティング12a,12
b,14a,14b;32a,32b,34a,34b
の代わりに、多層膜反射ミラーでもよいが、光増幅媒体
がファイバ構造とすることで所望の利得を得やすいこと
から、入射光の結合効率の点で光ファイバ・グレーティ
ング12a,12b,14a,14b;32a,32
b,34a,34bが優れている。
The optical fiber gratings 12a and 12a are used as reflecting elements for selectively reflecting specific wavelengths.
b, 14a, 14b; 32a, 32b, 34a, 34b
May be replaced by a multilayer reflection mirror. However, since a desired gain is easily obtained by using a fiber structure as the optical amplifying medium, the optical fiber gratings 12a, 12b, 14a, and 14b are improved in terms of the coupling efficiency of incident light. 32a, 32
b, 34a and 34b are excellent.

【0028】上記各実施例では、励起光を一端から入射
したが、波長分割多重化カップラなどを使用して、中間
波長及び/又は発振波長の共振器内に入射するようにし
てもよい。更には、励起光を光増幅ファイバ10,30
内に閉じ込められるように、励起光の波長を選択的に反
射する反射素子を光増幅ファイバ10,30の両側に配
置しても良い。このようにすれば、励起光を有効に活用
できる。
In each of the above embodiments, the pumping light is incident from one end. However, the excitation light may be incident into the resonator having the intermediate wavelength and / or the oscillation wavelength by using a wavelength division multiplexing coupler or the like. Further, the pump light is transmitted to the optical amplification fibers 10, 30.
Reflecting elements that selectively reflect the wavelength of the excitation light may be arranged on both sides of the optical amplification fibers 10 and 30 so as to be confined inside. In this case, the excitation light can be effectively used.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、多段波長変換方式でもエネルギー
変換効率の非常に高い効率の良いレーザ装置を実現でき
る。
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, an efficient laser device having very high energy conversion efficiency can be realized even in a multi-stage wavelength conversion system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 1.3μm帯レーザ装置に適用した本発明の
第1実施例の概略構成ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of the present invention applied to a 1.3 μm band laser device.

【図2】 1.9μm帯レーザ装置に適用した本発明の
第2実施例の概略構成ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram of a second embodiment of the present invention applied to a 1.9 μm band laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:光増幅ファイバ 12a,12b:1.02μm帯を選択的に反射する光
ファイバ・グレーティング 14a,14b:1.3μm帯を選択的に反射する光フ
ァイバ・グレーティング 16:ピッグテイル・ファイバ 18:0.98μm帯励起光源 20:集光レンズ 22:出力光ファイバ 30:光増幅ファイバ 32a,32b:1.58μm帯を選択的に反射する光
ファイバ・グレーティング 34a,34b:1.9μm帯を選択的に反射する光フ
ァイバ・グレーティング 36:ピッグテイル・ファイバ 38:1.48μm帯励起光源 40:集光レンズ 42:出力光ファイバ
10: Optical amplification fiber 12a, 12b: Optical fiber grating 14a, 14b that selectively reflects the 1.02 μm band: Optical fiber grating that selectively reflects the 1.3 μm band 16: Pigtail fiber 18: 0. 98 μm band excitation light source 20: condenser lens 22: output optical fiber 30: optical amplification fiber 32 a, 32 b: optical fiber grating 34 a, 34 b for selectively reflecting 1.58 μm band selectively reflecting 1.9 μm band Optical fiber grating 36: pigtail fiber 38: 1.48 μm excitation light source 40: condenser lens 42: output optical fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 哲哉 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号国際電 信電話株式会社内 (72)発明者 谷 俊男 東京都新宿区西新宿2丁目3番2号国際電 信電話株式会社内 (72)発明者 須藤 智美 東京都大田区大森北2丁目7番12号フルウ チ化学株式会社内 (72)発明者 大野 俊一 東京都大田区大森北2丁目7番12号フルウ チ化学株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Tetsuya Nakai 2-3-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside the International Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Toshio Tani 2-3-3 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 2 International Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Tomomi Sudo 2-7-12 Omorikita, Ota-ku, Tokyo Inside Furuuchi Chemical Corporation (72) Inventor Shunichi Ohno 2-chome Omorikita, Ota-ku, Tokyo No. 12 Furuuchi Chemical Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1励起光により励起され、当該第1励
起光とは異なる発振波長でレーザ発振するレーザ装置で
あって、 当該第1励起光を発生する励起光源と、 当該第1励起光により励起され当該第1励起光の波長及
び当該発振波長とは異なる波長の第2の励起光を発生す
る第2励起光発生材料、並びに、当該第2励起光で励起
されて当該発振波長で発光する発振波長発光材料を具備
する発光媒体と、 共振器を形成するように当該発光媒体の両側に配置さ
れ、少なくとも当該第2の励起光の波長及び当該発振波
長を選択的に反射する第1及び第2の反射部材とからな
ることを特徴とするレーザ装置。
1. A laser device which is excited by a first pumping light and oscillates with a laser having an oscillation wavelength different from the first pumping light, comprising: a pumping light source for generating the first pumping light; A second pumping light generating material which is excited by the second pumping light and generates a second pumping light having a wavelength different from the wavelength of the first pumping light and the oscillation wavelength, and is excited by the second pumping light and emits light at the oscillation wavelength A light-emitting medium comprising a light-emitting material having an oscillation wavelength that is arranged on both sides of the light-emitting medium so as to form a resonator, and a first and a second light that selectively reflect at least the wavelength of the second excitation light and the oscillation wavelength. A laser device comprising: a second reflection member.
【請求項2】 当該発光媒体が、当該第2励起光発生材
料を具備する第1の媒体と、当該発振波長発光材料を具
備する第2の媒体とからなる請求項1に記載のレーザ装
置。
2. The laser device according to claim 1, wherein the light-emitting medium includes a first medium including the second excitation light generating material and a second medium including the oscillation wavelength light-emitting material.
【請求項3】 当該発光媒体がフッ化物ファイバからな
る請求項1に記載のレーザ装置。
3. The laser device according to claim 1, wherein said light emitting medium is made of a fluoride fiber.
【請求項4】 当該第2励起光発生材料がYr、当該発
振波長発光材料がPr、当該第1励起光の波長が0.9
8μm帯、当該発振波長が1.3μm帯である請求項1
乃至3の何れか1項に記載のレーザ装置。
4. The second excitation light generating material is Yr, the oscillation wavelength light emitting material is Pr, and the wavelength of the first excitation light is 0.9.
2. An 8 μm band, and the oscillation wavelength is a 1.3 μm band.
The laser device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 当該第2励起光発生材料がEr、当該発
振波長発光材料がTm、当該第1励起光の波長が1.4
8μm帯、当該発振波長が1.9μm帯である請求項1
乃至3の何れか1項に記載のレーザ装置。
5. The second excitation light generating material is Er, the oscillation wavelength light emitting material is Tm, and the first excitation light has a wavelength of 1.4.
2. An 8 .mu.m band, and said oscillation wavelength is a 1.9 .mu.m band.
The laser device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】 当該反射部材が、当該第2励起光の波長
を選択的に反射する第2励起光反射部材と、当該発振波
長を選択的に反射する発振波長反射部材とからなる請求
項1に記載のレーザ装置。
6. The reflection member comprises a second excitation light reflection member for selectively reflecting the wavelength of the second excitation light, and an oscillation wavelength reflection member for selectively reflecting the oscillation wavelength. 3. The laser device according to claim 1.
【請求項7】 当該第1及び第2の反射部材に含まれる
第1及び第2の第2励起光反射部材の反射率が共に実質
的に100%であり、当該第1の反射部材に含まれる当
該発振波長反射部材の反射率を実質的に100%とし
て、当該第2の反射部材に含まれる当該発振波長反射部
材の反射率をレーザ発振光の取り出し用に100%未満
としてある請求項6に記載のレーザ装置。
7. The reflectance of both the first and second excitation light reflecting members included in the first and second reflecting members is substantially 100%, and is included in the first reflecting member. 7. The reflectance of the oscillation wavelength reflecting member included in the second reflecting member is set to substantially 100%, and the reflectance of the oscillation wavelength reflecting member included in the second reflecting member is set to less than 100% for extracting laser oscillation light. 3. The laser device according to claim 1.
【請求項8】 当該第2励起光反射部材及び当該発振波
長反射部材がそれぞれ、光ファイバ・グレーティングか
らなる請求項6に記載のレーザ装置。
8. The laser device according to claim 6, wherein each of said second excitation light reflecting member and said oscillation wavelength reflecting member comprises an optical fiber grating.
【請求項9】 第1励起光により励起され、1以上の中
間波長を経て当該励起光とは異なる発振波長でレーザ発
振するレーザ装置であって、 当該1以上の中間波長及び当該発振波長でそれぞれ発光
する複数の発光材料を具備する発光媒体と、 共振器を形成するように当該発光媒体の両側に配置さ
れ、少なくとも当該1以上の中間波長及び当該発振波長
を選択的に反射する第1及び第2の反射部材とからなる
ことを特徴とするレーザ装置。
9. A laser device which is excited by a first pumping light and oscillates at an oscillation wavelength different from the pumping light via one or more intermediate wavelengths, wherein the laser device emits laser light at the one or more intermediate wavelengths and the oscillation wavelength, respectively. A light-emitting medium comprising a plurality of light-emitting materials that emit light; first and second light-emitting media disposed on both sides of the light-emitting medium to form a resonator and selectively reflecting at least the one or more intermediate wavelengths and the oscillation wavelength. 2. A laser device comprising: two reflection members.
【請求項10】 当該発光媒体が、当該複数の発光材料
のそれぞれを個別に具備する複数の媒体からなる請求項
9に記載のレーザ装置。
10. The laser device according to claim 9, wherein the light-emitting medium includes a plurality of media each individually including the plurality of light-emitting materials.
【請求項11】 当該反射部材が、当該1以上の中間波
長及び発振波長を個別的に反射する複数の反射器からな
る請求項9に記載のレーザ装置。
11. The laser device according to claim 9, wherein the reflecting member includes a plurality of reflectors that individually reflect the one or more intermediate wavelengths and the oscillation wavelength.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100704603B1 (en) * 2005-05-17 2007-04-06 한국생산기술연구원 Fiber laser at visible wavelength
CN100465505C (en) * 2006-03-07 2009-03-04 南开大学 Watt-grade broadband super-fluorescence light source with ytterbium doped photonic crystal fiber
JP2016520262A (en) * 2013-05-31 2016-07-11 クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー Optical amplifier using optical fiber

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