JPWO2006098313A1 - Optical amplifier and laser device - Google Patents
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Abstract
従来の光ファイバを用いた光増幅器やファイバレーザの場合、光ファイバ内でシングルモードの光を伝播するためにはコアの直径を波長と同程度(1〜数μm程度)にする必要がある。よって、仮に側面から励起光を照射したとしてもコアの径が小さすぎるため、コアに吸収される励起光が少なくなる。光ファイバ(2)はフォトニック結晶ファイバであるため、光伝播領域の径がたとえば100μm程度であってもシングルモードの光を伝播することができる。よって、光ファイバ(2)の側面から受ける励起光(E)が光伝播領域に効率よく吸収される。よって、小型かつ簡単な構成で、高出力の光を発することが可能な光増幅器およびレーザ装置を提供することができる。In the case of a conventional optical amplifier or fiber laser using an optical fiber, it is necessary to make the diameter of the core the same as the wavelength (about 1 to several μm) in order to propagate single mode light in the optical fiber. Therefore, even if the excitation light is irradiated from the side surface, the diameter of the core is too small, so that the excitation light absorbed by the core is reduced. Since the optical fiber (2) is a photonic crystal fiber, single mode light can be propagated even if the diameter of the light propagation region is about 100 μm, for example. Therefore, the excitation light (E) received from the side surface of the optical fiber (2) is efficiently absorbed in the light propagation region. Therefore, it is possible to provide an optical amplifier and a laser device that can emit high-output light with a small and simple configuration.
Description
本発明は光増幅器およびレーザ装置に関し、特にフォトニック結晶光ファイバを含む光増幅器およびレーザ装置に関する。 The present invention relates to an optical amplifier and a laser device, and more particularly to an optical amplifier and a laser device including a photonic crystal optical fiber.
レーザ光は様々な産業用途に利用できる。たとえばレーザ光は部品の表面に品質に関する情報をマーキングするための加工に用いられる。また、レーザ光は半導体チップの実装や液晶画素の欠陥の修復等に用いられる。 Laser light can be used for various industrial applications. For example, laser light is used for processing for marking quality information on the surface of a component. Laser light is used for mounting semiconductor chips, repairing defects in liquid crystal pixels, and the like.
特に微小な領域に製造年月日など多くの情報が記録される場合には、精度よい加工ができなければならない。微細加工に用いられるレーザ光のモードは多モード(マルチモード)よりも単一モード(シングルモード)のほうが適している。 In particular, when a large amount of information such as the date of manufacture is recorded in a minute area, it must be possible to perform accurate processing. A single mode (single mode) is more suitable as a mode of laser light used for microfabrication than a multimode (multimode).
レーザ装置は、小型であることや衝撃に対して強いこと、あるいは低コストであることなど、様々な要求に対応しなければならない。このような要望を満たすため、従来はレーザ光の出力やレーザ光の波長、ビーム光のモードなどに応じ、個別にレーザ共振器が設計されていた。また、レーザ共振器の調整は長年にわたり蓄積されたノウハウ等に基づいて行なわれていた。 The laser device must meet various requirements such as being small in size, being strong against impacts, and being low in cost. In order to satisfy such a demand, conventionally, laser resonators have been individually designed according to the output of laser light, the wavelength of laser light, the mode of beam light, and the like. In addition, adjustment of the laser resonator has been performed based on know-how accumulated over many years.
従来の微細加工用レーザ装置の構成について、LD(Laser Diode)励起固体レーザおよびファイバレーザを例に説明する。 The structure of a conventional laser apparatus for microfabrication will be described using an LD (Laser Diode) pumped solid state laser and a fiber laser as examples.
図14は、従来のLD励起固体レーザの共振器の構成を示す図である。図14を参照して、レーザ装置100は共振器102を備える。共振器102は、YAG(Yttrium Aluminum Garnet)やYVO4などの結晶104、および結晶104を介して対向する反射鏡106,108、パルス発振を起してレーザ光を出力するためのQスイッチ110を含む。Qスイッチ110はたとえば音響光学素子や電気光学素子などのシャッタである。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a resonator of a conventional LD-pumped solid-state laser. Referring to FIG. 14, the
結晶104を励起するための励起光はLDアレイ112からレンズ114を介して結晶104の一端面に入力される。励起状態においてQスイッチ110がオンする(シャッタが開く)とレーザ発振が行なわれて反射鏡108からレーザ光LAが出射する。
Excitation light for exciting the
LDアレイ112には複数のLD素子(図示せず)が設けられる。複数のLD素子の各々から出た励起光をレンズ114に導くため、複数のLD素子の各々に対応した複数の光ファイバ116が設けられる。複数の光ファイバ116はファイバカップリング118で束ねられる。複数の光ファイバ116の各々を伝達した励起光Eはファイバカップリング118の一端面から放出される。
The
なお、結晶104がYAGであれば、シングルモードのレーザ光を出力するため反射鏡108と結晶104との間にはアパーチャ(図示せず)が設けられる。また、結晶104がYVO4である場合、シングルモードのレーザ光を出力するためにa軸〜c軸の結晶軸のうちのc軸方向に沿ってカットした結晶が用いられる。c軸に沿ってカットされた結晶は光路とc軸が同一方向になるようにレーザ装置100に取り付けられる。
If the
図15は、従来のファイバレーザの構成を示す図である。図15を参照して、レーザ装置200は、共振器202を備える。共振器202は、光ファイバにより構成されるリング共振器である。光ファイバの両端にはファイバブラッググレーティング(FBG:Fiber Bragg Gratings;以下、FBGと称す)206、208が形成される。FBGは光ファイバのコア中に形成された回折格子であり、光フィルタとしての機能を有する。
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a conventional fiber laser. Referring to FIG. 15, the
共振器202に用いられる光ファイバは、コアに希土類元素が添加された光増幅ファイバである。励起光がコアに入射すると、希土類元素が励起される。さらに、信号光(図示せず)がコアに入射すると、励起状態の希土類元素において誘導放出が生じるので信号光が増幅される。なお、希土類元素の種類に応じて励起光の波長および信号光の波長は異なる。
The optical fiber used for the
図14のレーザ装置100と同様に、励起光はLDアレイ112から光ファイバ116を介して共振器202に入る。ただし、光ファイバ116と共振器202(光ファイバ)とは直接接続される。
As in the
図16は、図15の光ファイバ116と共振器202との接続を示す図である。図16を参照して、光ファイバ210は共振器202を構成する。図16では光ファイバ210の断面が示される。光ファイバ210にはコア218が設けられ、コア218を囲むように第1クラッド220が設けられる。さらに第1クラッド220を囲むように第2クラッド222が設けられる。
FIG. 16 is a diagram showing the connection between the
光ファイバ116の端面は第2クラッド222の端面に接続される。第1クラッド220を通る励起光は第1クラッド220と第2クラッド222との境界で第1クラッド220のほうに反射する。第1クラッド220からコア218に入射する励起光はコア218に吸収される。
The end face of the
図17は、従来の光ファイバアンプの構成を示す図である。図17を参照して、光ファイバアンプ300は、光増幅ファイバ301と、信号光を発する光源302と、励起光を発する複数の光源304とを備える。複数の光源304の各々から発せられる励起光はファイバ支線306およびファイバカプラ308を介して光増幅ファイバ301のコアに入る。光源302から光増幅ファイバ301の一端面に入射した信号光は光増幅ファイバ301により増幅される。光増幅ファイバ301の他端部からは増幅後の信号光として信号光S100が発せられる。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a conventional optical fiber amplifier. Referring to FIG. 17, an
従来の固体レーザの例として、たとえば特許第2893862号公報(特許文献1)では、レーザ媒質において発生した基本波レーザ光を共振器内に設けた非線形光学結晶素子を通過するように共振動作させることにより、第2高調波レーザ光を発生させると共に、上記基本波レーザ光の2つの偏光モード間の和周波発生によるカップリングを抑制する光学手段を上記共振器内に設けた固体レーザ発振器を開示する。この固体レーザ発振器は、上記基本波レーザ光の2つの偏光モードを、夫々単一の縦モードで発振させる光学手段と、上記基本波レーザ光の2つの偏光モードの発振強度が同一に成るように上記共振器の実効共振器長を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。 As an example of a conventional solid-state laser, for example, in Japanese Patent No. 2893862 (Patent Document 1), a fundamental laser beam generated in a laser medium is resonated so as to pass through a nonlinear optical crystal element provided in the resonator. Thus, a solid-state laser oscillator in which an optical means for generating a second harmonic laser beam and suppressing coupling due to generation of a sum frequency between two polarization modes of the fundamental laser beam is provided in the resonator is disclosed. . This solid-state laser oscillator has optical means for oscillating the two polarization modes of the fundamental laser beam in a single longitudinal mode, and the oscillation intensity of the two polarization modes of the fundamental laser beam is the same. Control means for controlling the effective resonator length of the resonator is provided.
また、レーザの光軸を調整するための従来技術として、たとえば特開2004−47650号公報(特許文献2)では、複数のレーザダイオードと、これらのレーザダイオードを、それぞれの発光点が一方向に並ぶ状態に固定保持したブロックと、レーザダイオードから発せられたレーザービームを各々平行光化するコリメータレンズが複数、一方向に並ぶ状態に一体化されてなるコリメータレンズアレイとを備えるレーザ装置を開示する。このレーザ装置では、ブロックの複数のレーザダイオードを固定した部分よりも前方側に、レーザダイオードの発光点から所定距離離れて、レーザダイオードの発光軸に垂直とされた平滑なレンズ規定面が形成され、このレンズ規定面にコリメータレンズアレイの一端面を合わせた状態で、該コリメータレンズアレイがブロックに固定されていることを特徴とする。 In addition, as a conventional technique for adjusting the optical axis of a laser, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-47650 (Patent Document 2), a plurality of laser diodes and these laser diodes are arranged with their light emitting points in one direction. Disclosed is a laser device comprising: a block fixedly held in an aligned state; and a collimator lens array formed by integrating a plurality of collimator lenses that collimate laser beams emitted from laser diodes in a parallel state. . In this laser device, a smooth lens defining surface that is a predetermined distance away from the light emitting point of the laser diode and perpendicular to the light emitting axis of the laser diode is formed in front of the portion where the plurality of laser diodes of the block are fixed. The collimator lens array is fixed to the block in a state in which one end surface of the collimator lens array is aligned with the lens defining surface.
また、光ファイバアンプの従来例として、たとえば特開2004−297101号公報(特許文献3)では、複数の増幅性光ファイバに励起光を供給して信号光を光増幅する光ファイバ増幅器を開示する。この光ファイバ増幅器において、複数の増幅性光ファイバは、信号光入力端側に第1の増幅性ファイバ、信号光出力端側に第2の増幅性ファイバとを有する。また、この光ファイバ増幅器は、第1の増幅性ファイバから第2の増幅性光ファイバにおける信号光増幅利得を算出する第1の利得検出手段と、第1の増幅性光ファイバに励起光を供給する第1の励起光供給手段と、第2の増幅性光ファイバに励起光を供給する第2の励起光供給手段と、第1の励起光供給手段により供給される励起光の強度を一定に制御する第1の制御手段と、第1の利得検出手段により検出された利得に基づいて、第2の励起光供給手段により供給される励起光の強度を利得一定となるように制御する第2の制御手段と、第1の増幅性光ファイバと第2の増幅性光ファイバの間に配置されたアイソレータとを備える。
図14に示すLD励起固体レーザにおいては、2枚の反射鏡106,108が設けられているため、振動や温度変化により反射鏡の相対的な位置がずれやすい。よって、レーザ装置を設置した際にはレーザ光を出力するための調整が必要となる。
In the LD-pumped solid-state laser shown in FIG. 14, since the two
また、LDアレイ112に含まれる複数のLD素子から発せられる励起光が光ファイバ116のコアに入るようにLD素子の光軸を調整しなければならない。調整作業は人手により行なわれるので、LD励起固体レーザ装置のコストが高くなる。
In addition, the optical axis of the LD element must be adjusted so that excitation light emitted from a plurality of LD elements included in the
一方、図15に示すファイバレーザの場合には、光ファイバそのものが共振器であり、LD励起固体レーザのように反射鏡が設けられていないため、LD固体励起レーザよりは振動衝撃に対して強い。しかし、光ファイバ116を光ファイバ210の第1クラッド220に接続するための作業が人手により行なわれる。この作業がファイバレーザ装置のコストを高くする要因となっている。つまり従来のレーザ装置では、LD素子から発せられる励起光をコアに入れるための調整作業に多くの労力が必要であるため、レーザ装置のコストが高くなっていた。
On the other hand, in the case of the fiber laser shown in FIG. 15, since the optical fiber itself is a resonator and no reflecting mirror is provided unlike the LD pumped solid laser, it is more resistant to vibration shock than the LD solid pumped laser. . However, the work for connecting the
また、光ファイバを用いた光増幅器において高出力の光を放出する(増幅率を高くする)ためには、光増幅ファイバの長さを長くする必要があるが、光ファイバが長くなると光ファイバが占有する面積が大きくなるため、装置全体が大型化する。仮に光ファイバの占有面積を小さくするために光ファイバを曲げたとしても曲げられた部分から外に光が逃げてしまうので、光ファイバを曲げた場合には増幅率が下がるという問題がある。 In addition, in order to emit high output light (increase the amplification factor) in an optical amplifier using an optical fiber, it is necessary to increase the length of the optical amplification fiber. Since the occupied area becomes larger, the entire apparatus becomes larger. Even if the optical fiber is bent in order to reduce the area occupied by the optical fiber, light escapes from the bent portion. Therefore, there is a problem that the amplification factor decreases when the optical fiber is bent.
本発明の目的は、小型かつ簡単な構成で、高出力の光を発することが可能な光増幅器およびレーザ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical amplifier and a laser device capable of emitting high-output light with a small and simple configuration.
本発明は要約すれば、光増幅器であって、所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播するフォトニック結晶ファイバを備える。フォトニック結晶ファイバは、信号光を伝播する信号光伝播領域を含み、信号光伝播領域の中心部を囲むように、所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造が設けられ、かつ、信号光伝播領域に、励起状態において信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされている。光増幅器は、フォトニック結晶ファイバの側面から信号光伝播領域に向けて信号光と波長が異なる励起光を照射し、光物質を励起する励起部をさらに備え、それにより、周期構造により選択される所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播し、励起光の照射により信号光を増幅する。 In summary, the present invention is an optical amplifier including a photonic crystal fiber that propagates signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength in a single mode. The photonic crystal fiber includes a signal light propagation region for propagating signal light, and surrounds a central portion of the signal light propagation region. A periodic structure made of a medium is provided, and the signal light propagation region is doped with a light amplification substance that causes stimulated emission when signal light is incident in an excited state. The optical amplifier further includes an excitation unit that irradiates the signal light propagation wavelength from the side surface of the photonic crystal fiber toward the signal light propagation region and excites the optical material, thereby being selected according to the periodic structure. Signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength is propagated in a single mode, and the signal light is amplified by irradiation with excitation light.
本発明の他の局面に従うと、光増幅器であって、所定の波長の光を主波長とする信号光を発する信号光源と、信号光を一端面に受け、信号光をシングルモードで伝播して他端面から放出するフォトニック結晶ファイバとを備える。フォトニック結晶ファイバは、信号光を伝播する信号光伝播領域を含み、信号光伝播領域の中心部を囲むように、所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造が設けられ、かつ、信号光伝播領域に、励起状態において信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされている。光増幅器はフォトニック結晶ファイバの側面から信号光伝播領域に向けて信号光と波長が異なる励起光を照射し、光物質を励起する励起部をさらに備える。光増幅器はフォトニック結晶ファイバを伝播する信号光を増幅する。 According to another aspect of the present invention, an optical amplifier is a signal light source that emits signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength; the signal light is received at one end surface; and the signal light is propagated in a single mode. A photonic crystal fiber emitting from the other end surface. The photonic crystal fiber includes a signal light propagation region for propagating signal light, and surrounds a central portion of the signal light propagation region. A periodic structure made of a medium is provided, and the signal light propagation region is doped with a light amplification substance that causes stimulated emission when signal light is incident in an excited state. The optical amplifier further includes an excitation unit that irradiates excitation light having a wavelength different from that of the signal light from the side surface of the photonic crystal fiber toward the signal light propagation region and excites the optical material. The optical amplifier amplifies signal light propagating through the photonic crystal fiber.
好ましくは、周期構造は、フォトニック結晶ファイバの断面において、フォトニック結晶ファイバを構成する固体媒質に、空孔が周期的に設けられることにより形成される。 Preferably, the periodic structure is formed by periodically providing holes in the solid medium constituting the photonic crystal fiber in the cross section of the photonic crystal fiber.
空孔は、固体媒質がなく、空気が存在する。断面において周期構造を構成する個々の空孔は、フォトニック結晶ファイバの一方の端面から他方の端面まで同じ断面形状が連続して繋がった空孔となる。 The pores have no solid medium and air is present. Individual vacancies constituting the periodic structure in the cross section are vacancies in which the same cross-sectional shape is continuously connected from one end face to the other end face of the photonic crystal fiber.
本発明のさらに他の局面に従うと、レーザ装置であって、光増幅器を備える。光増幅器は、所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播するフォトニック結晶ファイバを含む。フォトニック結晶ファイバは、信号光を伝播する信号光伝播領域を有し、信号光伝播領域の中心部を囲むように、所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造が設けられ、かつ、信号光伝播領域に、励起状態において信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされている。光増幅器は、フォトニック結晶ファイバの側面から信号光伝播領域に向けて信号光と波長が異なる励起光を照射し、光物質を励起する励起部をさらに含み、それにより、周期構造により選択される所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播し、励起光の照射により信号光を増幅する。レーザ装置は、フォトニック結晶ファイバのそれぞれの端面に信号光を反射する反射部をさらに備える。 According to still another aspect of the present invention, a laser apparatus includes an optical amplifier. The optical amplifier includes a photonic crystal fiber that propagates signal light whose main wavelength is light of a predetermined wavelength in a single mode. A photonic crystal fiber has a signal light propagation region for propagating signal light, and has a plurality of refractive indexes that satisfy Bragg reflection conditions for light of a predetermined wavelength so as to surround a central portion of the signal light propagation region. And a light amplifying substance that induces stimulated emission when signal light is incident in an excited state in the signal light propagation region. The optical amplifier further includes a pumping unit that irradiates pumping light having a wavelength different from that of the signal light from the side surface of the photonic crystal fiber toward the signal light propagation region, thereby exciting the optical material, and is thereby selected by the periodic structure Signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength is propagated in a single mode, and the signal light is amplified by irradiation with excitation light. The laser device further includes a reflection part that reflects the signal light on each end face of the photonic crystal fiber.
本発明のさらに他の局面に従うと、レーザ装置であって、光増幅器を備える。光増幅器は、所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播するフォトニック結晶ファイバを含む。フォトニック結晶ファイバは、信号光を伝播する信号光伝播領域を有すし、信号光伝播領域の中心部を囲むように、所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造が設けられ、かつ、信号光伝播領域に、励起状態において信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされている。光増幅器は、フォトニック結晶ファイバの側面から信号光伝播領域に向けて信号光と波長が異なる励起光を照射し、光物質を励起する励起部をさらに含み、それにより、周期構造により選択される所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播し、励起光の照射により信号光を増幅する。レーザ装置は、フォトニック結晶ファイバの一端面に到達した信号光を、フォトニック結晶ファイバの他端面に戻すための戻り部をさらに備える。 According to still another aspect of the present invention, a laser apparatus includes an optical amplifier. The optical amplifier includes a photonic crystal fiber that propagates signal light whose main wavelength is light of a predetermined wavelength in a single mode. The photonic crystal fiber has a signal light propagation region for propagating signal light, and has a plurality of refractive indexes different from each other so as to satisfy the Bragg reflection condition for light of a predetermined wavelength so as to surround the central portion of the signal light propagation region. And a light amplifying substance that induces stimulated emission when signal light is incident in an excited state in the signal light propagation region. The optical amplifier further includes a pumping unit that irradiates pumping light having a wavelength different from that of the signal light from the side surface of the photonic crystal fiber toward the signal light propagation region, thereby exciting the optical material, and is thereby selected by the periodic structure Signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength is propagated in a single mode, and the signal light is amplified by irradiation with excitation light. The laser device further includes a return portion for returning the signal light reaching the one end surface of the photonic crystal fiber to the other end surface of the photonic crystal fiber.
さらに好ましくは、フォトニック結晶ファイバは、一端面と他端面とが近接して設置され、戻り部は、他端面から出射する信号光のうちの一部を反射して一端面に入射するとともに、他端面から出射する信号光の一部を透過する反射鏡である。 More preferably, the photonic crystal fiber is installed such that the one end face and the other end face are close to each other, and the return portion reflects a part of the signal light emitted from the other end face and enters the one end face, It is a reflecting mirror that transmits part of the signal light emitted from the other end surface.
さらに好ましくは、レーザ装置は、フォトニック結晶ファイバに対して励起部と反対側に設けられ、フォトニック結晶ファイバに向けて励起光を反射する第1の反射部をさらに備える。 More preferably, the laser device further includes a first reflection unit that is provided on the opposite side of the excitation unit with respect to the photonic crystal fiber and reflects the excitation light toward the photonic crystal fiber.
さらに好ましくは、レーザ装置は、フォトニック結晶ファイバと励起部との間に設けられる第2の反射部をさらに備え、第2の反射部は、励起部から発せられる励起光を透過し、第1の反射部によって反射された励起光をフォトニック結晶ファイバに向けて反射する。 More preferably, the laser device further includes a second reflection unit provided between the photonic crystal fiber and the excitation unit, and the second reflection unit transmits the excitation light emitted from the excitation unit, The excitation light reflected by the reflecting portion of the light is reflected toward the photonic crystal fiber.
さらに好ましくは、第1の反射部の外形は、楕円の少なくとも一部であり、フォトニック結晶ファイバは、光伝播領域の位置が楕円の焦点の位置になるように配置される。 More preferably, the outer shape of the first reflecting portion is at least a part of an ellipse, and the photonic crystal fiber is arranged so that the position of the light propagation region is the position of the focal point of the ellipse.
さらに好ましくは、フォトニック結晶ファイバは、信号光の伝播方向に垂直な断面が、楕円の少なくとも一部となる形状を有し、光伝播領域は、楕円の焦点の位置に配置される。 More preferably, the photonic crystal fiber has a shape in which a cross section perpendicular to the propagation direction of the signal light is at least a part of an ellipse, and the light propagation region is disposed at the focal point of the ellipse.
さらに好ましくは、フォトニック結晶ファイバは、複数の励起光源のうちのいずれかの励起光源から発せられる励起光に応じて光増幅物質に生じた自然放出により信号光を自ら生成し、生成した信号光により、光増幅物質に誘導放出を起こさせる。 More preferably, the photonic crystal fiber generates signal light by itself by spontaneous emission generated in the light amplification material in response to excitation light emitted from any one of the plurality of excitation light sources, and the generated signal light This causes stimulated emission in the light amplification substance.
さらに好ましくは、励起部は、入射角がブルースター角になるようにフォトニック結晶ファイバに対して励起光を照射する。 More preferably, the excitation unit irradiates the photonic crystal fiber with excitation light so that the incident angle becomes a Brewster angle.
さらに好ましくは、励起部は、励起光を連続して発する複数の励起光源を含む。
さらに好ましくは、戻り部は、一端面に光学的に結合され、一端面に到達した信号光を他端面に向けて戻す第1のファイバグレーティング構造と、他端面に光学的に結合され、他端面に到達した信号光を一端面に向けて戻す第2のファイバグレーティング構造とを含む。More preferably, the excitation unit includes a plurality of excitation light sources that continuously emit excitation light.
More preferably, the return portion is optically coupled to the one end surface and returns the signal light reaching the one end surface toward the other end surface, and is optically coupled to the other end surface, and the other end surface. And a second fiber grating structure that returns the signal light that has reached to one end surface.
さらに好ましくは、レーザ装置は、励起部とフォトニック結晶ファイバとの間に設けられて励起光をフォトニック結晶ファイバの側面に導く光導波部をさらに備え、光導波部は、励起光を面状に放出するための発光面を含み、フォトニック結晶ファイバは、発光面に沿って設けられる。 More preferably, the laser device further includes an optical waveguide unit provided between the excitation unit and the photonic crystal fiber to guide the excitation light to a side surface of the photonic crystal fiber, and the optical waveguide unit provides the excitation light in a planar shape. The photonic crystal fiber is provided along the light emitting surface.
さらに好ましくは、光導波部は、折り曲げ自在な素材により構成される。
さらに好ましくは、レーザ装置は、フォトニック結晶ファイバに対して発光面と反対側に設けられ、励起光を、フォトニック結晶ファイバに向けて反射する反射部と、発光面とフォトニック結晶ファイバとの間に設けられ、励起光を透過する透過部とをさらに備える。More preferably, the optical waveguide unit is made of a foldable material.
More preferably, the laser device is provided on the side opposite to the light emitting surface with respect to the photonic crystal fiber, and includes a reflecting portion that reflects the excitation light toward the photonic crystal fiber, and the light emitting surface and the photonic crystal fiber. And a transmissive portion that is provided between them and transmits the excitation light.
さらに好ましくは、透過部は、励起光のうち、光増幅物質を励起する波長の光を透過するダイクロイックミラーである。 More preferably, the transmission unit is a dichroic mirror that transmits light having a wavelength for exciting the light amplification substance in the excitation light.
さらに好ましくは、透過部は、励起光を集光する複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイである。
さらに好ましくは、フォトニック結晶ファイバは、信号光の伝播方向に垂直な断面が放物線となる形状を有し、放物線の焦点の位置に光伝播領域が配置される。More preferably, the transmission unit is a microlens array including a plurality of microlenses that collect excitation light.
More preferably, the photonic crystal fiber has a shape in which a cross section perpendicular to the propagation direction of the signal light is a parabola, and the light propagation region is disposed at the focal point of the parabola.
さらに好ましくは、光伝播領域の内部は、断面において、光伝播領域内に、周期構造を構成する空孔とは異なる他の空孔が設けられている。 More preferably, inside the light propagation region, in the cross section, another hole different from the holes forming the periodic structure is provided in the light propagation region.
さらに好ましくは、レーザ装置は、フォトニック結晶ファイバを浸漬して冷却する冷却水を循環させる冷却部をさらに備える。 More preferably, the laser device further includes a cooling unit that circulates cooling water that immerses and cools the photonic crystal fiber.
好ましくは、光増幅器は、励起部とフォトニック結晶ファイバとの間に設けられて励起光をフォトニック結晶ファイバの側面に導く光導波部をさらに備える。光導波部は、励起光を面状に放出するための発光面を含む。フォトニック結晶ファイバは、発光面に沿って設けられる。 Preferably, the optical amplifier further includes an optical waveguide provided between the pumping unit and the photonic crystal fiber to guide the pumping light to the side surface of the photonic crystal fiber. The optical waveguide unit includes a light emitting surface for emitting excitation light in a planar shape. The photonic crystal fiber is provided along the light emitting surface.
本発明の光増幅器によれば、シングルモードの光を伝播し、かつ、光増幅を行なうフォトニック結晶ファイバの側面に励起光を照射することにより、励起光をコアに入力するための調整を簡単にすることができるとともに、小型でありながら高い出力の光を出すことができる。 According to the optical amplifier of the present invention, the adjustment for inputting the excitation light to the core is simple by irradiating the side surface of the photonic crystal fiber that propagates the single mode light and performs optical amplification. In addition, it is possible to emit high output light while being small.
1 光増幅器、2,2A,116,210 光ファイバ、2D 空孔、4A 励起光源、4 励起部、6 光源、8 信号光伝播領域、9 周期構造領域、8A,9A 空孔、11,21,31,100,200 レーザ装置、12 パルス発振LD、13 反射鏡、14A,14B コリメータレンズ、15 巻き枠、16,16A,16B,16C 反射部、18 ヒートシンク、19 LD素子、19A 電極、22 反射鏡、32 制御部、34 ライトガイド、35 発光面、36A,36B 波長選択部、36C 放射面、38 指示部、40 ドライバ 42 冷却部、43 アイソレータ、44 放熱板、45 透過部、46A,46B シール、50 シリンドリカルレンズ、52 冷却水、60 マイクロレンズ、91〜94 境界線、102,202 共振器、104 結晶、106,108 反射鏡、110 Qスイッチ、112 LDアレイ、114 レンズ、118 ファイバカップリング、218 コア、220 第1クラッド、222 第2クラッド、300 光ファイバアンプ、301 光増幅ファイバ、302,304 光源、306 ファイバ支線、308 ファイバカプラ、D1 距離、E 励起光、L1,L2,S1,S2,S100 信号光、L3 透過光、L4 反射光、LA レーザ光、P1 位置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical amplifier, 2,2A, 116,210 Optical fiber, 2D hole, 4A excitation light source, 4 excitation part, 6 light source, 8 Signal light propagation area, 9 Periodic structure area, 8A, 9A hole, 11,21 31, 100, 200 Laser device, 12 pulse oscillation LD, 13 reflector, 14A, 14B collimator lens, 15 winding frame, 16, 16A, 16B, 16C reflector, 18 heat sink, 19 LD element, 19A electrode, 22 reflector , 32 Control unit, 34 Light guide, 35 Light emitting surface, 36A, 36B Wavelength selection unit, 36C Radiation surface, 38 Pointer, 40 Driver 42 Cooling unit, 43 Isolator, 44 Heat sink, 45 Transmission unit, 46A, 46B Seal, 50 cylindrical lens, 52 cooling water, 60 microlens, 91-94 boundary line, 102, 02 resonator, 104 crystal, 106, 108 reflector, 110 Q switch, 112 LD array, 114 lens, 118 fiber coupling, 218 core, 220 first clad, 222 second clad, 300 optical fiber amplifier, 301 optical amplification Fiber, 302, 304 light source, 306 fiber branch, 308 fiber coupler, D1 distance, E excitation light, L1, L2, S1, S2, S100 signal light, L3 transmitted light, L4 reflected light, LA laser light, P1 position.
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[実施の形態1]
図1は、本発明の光増幅器の構成を示す概念図である。図1を参照して、光増幅器1は光ファイバ2、光ファイバ2の側面から光ファイバの光伝播領域に向けて励起光Eを照射する励起部4および光ファイバの一端面に、信号光S1を入射する光源6とを備える。信号光S1は光ファイバ2において増幅され、光ファイバ2の他端面から信号光S2として出力される。[Embodiment 1]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of an optical amplifier according to the present invention. Referring to FIG. 1, an
光ファイバ2はフォトニック結晶ファイバである。フォトニック結晶とは屈折率の異なる2種類の物質を光の波長程度のサイズおよび間隔で周期的に配列させた人工結晶である。フォトニック結晶は波長選択性を有し、結晶の周期に応じた波長の光のみ、界面で反射する性質を持つ。その理由として、周期構造によるエネルギーバンド構造(フォトニックバンド)により、結晶の周期に応じた波長はフォトニック結晶中での存在が許されないためである。
The
周期構造により選択された波長の光はフォトニック結晶中に侵入できない。よって光はフォトニック結晶に囲まれた光伝播領域を伝播する。フォトニック結晶ファイバは従来の光導波路が有していた様々な制限を受けなくなる。たとえば曲げ半径を小さくしても光ファイバの外部に漏れ出す光を少なくすることができる。 Light having a wavelength selected by the periodic structure cannot penetrate into the photonic crystal. Therefore, light propagates through a light propagation region surrounded by the photonic crystal. The photonic crystal fiber is not subject to the various limitations that conventional optical waveguides have. For example, even if the bending radius is reduced, the amount of light leaking out of the optical fiber can be reduced.
本発明では信号光S1がフォトニックバンドギャップの波長の光に相当する。励起光Eの波長はフォトニックバンドの透過領域にある波長である。よって信号光S1の波長と励起光Eの波長とは異なる。 In the present invention, the signal light S1 corresponds to light having a photonic bandgap wavelength. The wavelength of the excitation light E is a wavelength in the transmission region of the photonic band. Therefore, the wavelength of the signal light S1 and the wavelength of the excitation light E are different.
図2は、図1の光ファイバ2の断面を模式的に示す図である。図2を参照して、光ファイバ2は、信号光伝播領域8および周期構造領域9を含む。周期構造領域9は、信号光伝播領域8の中心部を囲み、信号光の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たすように、ガラスやプラスチックなどの透明な物質に空孔9Aが周期的に設けられた構造を持つ領域である。空孔には空気が存在することになる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of the
屈折率が周期的に変化するような回折格子では、入射する光の方向における回折格子の周期と光の波長との関係から、特定の波長の光を強く反射し、その他の波長の光を透過する。このような反射をブラッグ反射と呼ぶ。光ファイバ内に設ける空孔9Aの周期が信号光の波長程度の間隔およびサイズで透明な物質に設け、周期構造の配置を適切に行なうことによって、ファイバ内を伝播する信号光に対してはブラッグ反射が生じるようにすることができ、信号光が信号光伝播領域8内に閉じ込められた状態で伝播することができる。なお、周期構造が有限であれば特定波長を中心に一定の広がりを持つ波長も、ブラッグ反射条件を満たすがそのような場合も含まれるものとする。
In a diffraction grating whose refractive index changes periodically, light of a specific wavelength is strongly reflected and light of other wavelengths is transmitted due to the relationship between the period of the diffraction grating and the wavelength of the light in the direction of incident light. To do. Such reflection is called Bragg reflection. The period of the
周期構造領域9において、励起光は信号光とは波長が異なり、ブラッグ反射条件を満たさないように周期構造を設計することにより、高い透過率でファイバ側面からの励起光は信号光伝播領域8に到達できる。
In the
信号光伝播領域8には光増幅物質として希土類元素がドープされる。図1の励起光Eが信号光伝播領域8に入射すると信号光伝播領域8にドープされた希土類元素が励起光Eにより励起される。さらに信号光伝播領域8に信号光S1が入射すると励起状態の希土類元素において誘導放出が生じ、信号光S1が増幅される。
The signal
希土類元素の種類に応じて励起光および誘導放出光の波長は異なる。希土類元素の具体例としてはネオジウム(Nd)、イッテリビウム(Yb)、エルビウム(Er)などである。希土類元素に対応する励起光の波長および信号光の波長の例を示すと、たとえばネオジウムの場合、励起光の波長は808nmであり、誘導放出光の波長は1064nmである。イッテリビウムの場合、励起光の波長は940±10nmおよび970nmであり、誘導放出光の波長は1030nmである。エルビウムの場合、励起光の波長は980nmおよび1480nmであり、誘導放出光の波長は1550nmである。よって、光増幅器1は必要となる信号光S2の波長に応じて光ファイバ2を交換することで、異なる波長の光を出力することができる。
Depending on the type of rare earth element, the wavelengths of the excitation light and stimulated emission light are different. Specific examples of rare earth elements include neodymium (Nd), ytterbium (Yb), erbium (Er), and the like. For example, in the case of neodymium, the wavelength of the excitation light is 808 nm, and the wavelength of the stimulated emission light is 1064 nm. In the case of ytterbium, the wavelengths of excitation light are 940 ± 10 nm and 970 nm, and the wavelength of stimulated emission light is 1030 nm. In the case of erbium, the wavelengths of excitation light are 980 nm and 1480 nm, and the wavelength of stimulated emission light is 1550 nm. Therefore, the
さらに、光ファイバ2全体(実際には希土類元素が添加された領域)の面積に、均一に励起光を照射することによって、過剰な照射によって生じる励起光の吸収確率(吸収断面積)の減少の影響を回避し、高い吸収確率を維持することによって信号光の増幅率を高くして、光ファイバから光を放出することが可能になる。 Furthermore, by irradiating the entire area of the optical fiber 2 (actually, the region where the rare earth element is added) with the excitation light uniformly, the absorption probability (absorption cross section) of the excitation light caused by excessive irradiation is reduced. By avoiding the influence and maintaining a high absorption probability, it becomes possible to increase the amplification factor of the signal light and emit light from the optical fiber.
従来の光ファイバを用いた光増幅器やファイバレーザの場合、シングルモードの光を伝播するためには光伝播領域の直径が波長と同程度(1〜数μm程度)でなければならない。よって仮に従来の光増幅器においてファイバの側面から励起光を照射したとしても光伝播領域の径が小さすぎるため、光伝播領域に吸収される励起光が少なくなる。光ファイバ2はフォトニック結晶ファイバであるため光伝播領域の径がその10倍程度であってもシングルモードの光を伝播することができる。よって光ファイバ2の側面から信号光伝播領域8に向けて励起部4が励起光Eを照射しても信号光伝播領域8は効率よく励起光Eを吸収できる。よって光増幅器1では従来の光増幅器に比べ、光ファイバ2に対する励起部の位置を調整することが容易になる。
In the case of an optical amplifier or fiber laser using a conventional optical fiber, the diameter of the light propagation region must be approximately the same as the wavelength (about 1 to several μm) in order to propagate single mode light. Therefore, even if the excitation light is irradiated from the side surface of the fiber in the conventional optical amplifier, the diameter of the light propagation region is too small, so that the excitation light absorbed in the light propagation region is reduced. Since the
続いて、図18を参照しながら本発明の実施の形態におけるフォトニック結晶ファイバの構成例を具体的に説明する。 Next, a configuration example of the photonic crystal fiber in the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
図18は、図1の光ファイバ2の断面を具体的に示す図である。
図18を参照して、信号光伝播領域8内には、周期構造領域9を構成する空孔9Aとは異なる他の空孔8A(コア)が設けられる。複数の空孔9Aは信号光伝播領域8の空孔8Aを多重に囲み、かつ、周期的に配置される。いわば周期構造領域9は空孔8Aの周りにガラスやプラスチックなどの透明な物質および空孔が層状に重ねられた構成を有する。なお境界線91〜94は、各層の境界として便宜的に示した線である。FIG. 18 is a diagram specifically showing a cross section of the
Referring to FIG. 18, in signal
空孔8Aの径は約15μm程度である。また空孔の屈折率はほぼ1に等しくなる。信号光伝播領域8には光増幅物質としてイッテリビウム(Yb)が添加される。イッテリビウムは第1層目(空孔8Aと境界線91との間の領域)に添加される。
The diameter of the air holes 8A is about 15 μm. Also, the refractive index of the holes is approximately equal to 1. Ytterbium (Yb) is added to the signal
光ファイバ2の構造がフォトニックバンドギャップ構造となるためには上述した層が1層〜6層程度必要となるが、光ファイバ2がシングルモードで光を伝播するためには4層程度必要となる(図18では4層の例を示す)。
In order for the structure of the
なおレーザ発振波長が1064nmの場合には、2つの空孔9A間のピッチΛは約2〜3μmとなり、空孔9Aの径dは約2〜3μmとなり、構造パラメータd/Λは約1となる。
When the laser oscillation wavelength is 1064 nm, the pitch Λ between the two
また、図18に示す構造において、第1層にイッテリビウム(Yb)が添加され、第1層および第2層にエルビウム(Er)等のレーザドーパントが添加されてもよい。エルビウムはファイバ外部(ファイバ側面)からの励起光を受けてイッテリビウムの励起光に近い波長の光を発光する。エルビウムが発した光はファイバ中心部のイッテリビウムを励起する。また、エルビウムは第1層から第6層(あるいはそれ以上の層)に添加されてもよい。 In the structure shown in FIG. 18, ytterbium (Yb) may be added to the first layer, and a laser dopant such as erbium (Er) may be added to the first layer and the second layer. Erbium emits light having a wavelength close to that of ytterbium upon receiving excitation light from the outside of the fiber (on the side of the fiber). The light emitted by erbium excites ytterbium in the center of the fiber. Erbium may be added to the first to sixth layers (or more layers).
以上のように、実施の形態1によれば、希土類元素が添加された信号光伝播領域を有し、かつ、信号光伝播領域の中心部を囲むように、所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす、互いに屈折率が異なる透明な物質と空孔とからなる周期構造を有するフォトニック結晶ファイバと、このフォトニック結晶ファイバの側面から光伝播領域に向けて励起光を照射する励起部とを備えることによって、光ファイバに対する励起部の配置を容易に設定することが可能になるとともに、小型で高出力の光増幅器を実現することができる。 As described above, according to the first embodiment, Bragg is applied to light having a predetermined wavelength so as to have a signal light propagation region to which a rare earth element is added and to surround the central portion of the signal light propagation region. A photonic crystal fiber having a periodic structure composed of transparent materials and vacancies having different refractive indexes that satisfy the reflection conditions, and an excitation unit that emits excitation light from the side surface of the photonic crystal fiber toward the light propagation region With this, it is possible to easily set the arrangement of the excitation unit with respect to the optical fiber, and it is possible to realize a small and high-power optical amplifier.
[実施の形態2]
図3は、実施の形態2のレーザ装置の構成を示す概略図である。図3を参照して、レーザ装置11は、光増幅器1と、反射鏡13と、コリメータレンズ14A,14Bとを備える。反射鏡13は、光ファイバ2の一端面から出射する信号光L2のうちの一部を反射して光ファイバ2の他端面に入射するとともに、信号光L2の一部を透過する。光増幅器1による信号光L2の増幅と反射鏡による信号光L2の損失やファイバ内の損失やドーパント濃度による消光、ファイバ長さに依存して起こる消光とが釣り合うとレーザ発振が生じ、反射鏡13からレーザ光LAが外部に発せられる。消光とは発振波長の光を吸収して再度蓄光するために、一般的にはフォノン放出などによって熱として光エネルギーが失われる現象を指す。[Embodiment 2]
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the laser apparatus according to the second embodiment. Referring to FIG. 3, the
光増幅器1は、光ファイバ2、複数の励起光源4A、パルス発振LD12、円筒形の巻き枠15、反射部16およびヒートシンク18により構成される。光ファイバ2は巻き枠15の側面に沿って巻かれることによりリング状に設置される。光ファイバ2はフォトニック結晶ファイバであるので巻き枠15に沿って巻かれていても曲げに対して耐性が極めて強く、曲げられた部分から殆ど光が漏れない。よって光ファイバ2を長くしても光増幅器1が大型化することを防げるのでレーザ装置11は小型であるとともに高出力のレーザ光を発することができる。
The
複数の励起光源4Aは図1の励起部4を構成する。光ファイバ2が巻き枠15の周囲に沿って巻かれているため励起光源4Aは巻き枠15の径方向に励起光を発する。励起光源4Aには連続発振を行なうLD素子(図示せず)が含まれる。LD素子の発振波長は希土類元素の励起波長であるとともにフォトニックバンドの透過領域にある波長である。光ファイバ2の光伝播領域に添加される希土類元素およびフォトニックバンドの透過領域に応じて発振波長は適切に定められる。
The plurality of
励起光源4Aは8個設けられているが、励起光源4Aの数は異なっていてもよい。励起光源4Aを複数設けることによって、いずれかの励起光源4Aが故障等の理由により励起光を発しなくなっても他の励起光源4Aが励起光を発するのでレーザ装置11はレーザ光LAを発することができる。また、レーザ装置11に含まれる励起光源4Aの数が多いほどレーザ光の出力を高くすることができる。
Although eight
光増幅器1は光ファイバ2をはさむように設けられる反射部16を含む。反射部16は励起光源4Aから出た励起光が効率よく光ファイバ2の光伝播領域に吸収されるために設けられる。
The
反射部16は反射部16A,16Bを含む。反射部16Aは光ファイバ2に対して励起光源4Aと反対側に設けられ、励起光を、光ファイバ2の光伝播領域に向けて反射する。反射部16Bは光ファイバに沿って励起光源4Aから励起光が照射される領域を除いて設けられる。反射部16Bは反射部16Aとともに、反射された励起光を光ファイバ2に向けて反射する。このように、反射部16A,16Bによって繰り返し励起光が反射されるので、光伝播領域に効率よく励起光が吸収される。なお、反射部16A,16Bは、たとえばプリズムシート(回折格子シート)や金属蒸着シート、多層誘電体コート付きシートなどによって構成される。
The
複数の励起光源4Aの各々の間にはヒートシンク18が設けられる。ヒートシンク18によって励起光源に含まれるLD素子から出る熱を放出することができるので、LD素子の温度上昇を抑えることができる。よって、励起光の波長が安定する。
A
なお図3において、励起光源4Aは光ファイバ2に対して巻き枠15の内側に設けられているが光ファイバ2に対して巻き枠15の外側に設けられていてもよい。
In FIG. 3, the
反射鏡13は、たとえば石英ガラスにより構成される。石英ガラスは温度による体積膨張が小さいという利点を有する。信号光L2を反射するため、反射鏡13の反射面には、たとえば誘電体多層膜が積層される。反射面での信号光L2の反射率は、反射面に誘電体多層膜を用いた場合99%以上を確保できる。なお、光ファイバ2と反射鏡13との距離を変えることで、レーザ光の発振波長を微調整することが可能になる。
The reflecting
このように実施の形態2のレーザ装置では光ファイバ2に対して1つの反射鏡のみが設けられる。よって、従来のLD励起固体レーザと比較して反射鏡の数が少ないので、振動衝撃によって光増幅器1と反射鏡13との位置がずれたとしても容易に位置を調整することができる。
Thus, in the laser device of the second embodiment, only one reflecting mirror is provided for the
コリメータレンズ14A,14Bは、光ファイバ2に入る信号光L2および光ファイバ2から出る信号光L2のそれぞれを平行な光線にするために設けられる。
The
図4は、図3の光増幅器1の構成を示す概略図である。図4を参照して、励起光源4Aには連続発振を行なうLD素子19が複数設けられる。LD素子19の数は光伝播領域を励起するために必要な励起光のパワーに応じて適切に定められる。なお、図4では図が煩雑になるのを避けるため、ヒートシンク18が示されていない。また、同様に図が煩雑になるのを避けるため、励起光源4Aは2つのみ示される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the
光ファイバ2に対する励起光Eの入射角Aは、ブルースター角を中心として入射させるようにすることが特に好ましい。ブルースター角とは入射面に対して平行な電界成分のみを持つ直線偏光(P偏光)が入射する際に反射が0となる入射角をいう。励起光に用いるLDの偏光方向および入射角の中心値がブルースター角であれば励起光Eが効率よく光ファイバ2に入ることになるので励起光は光伝播領域に効率よく吸収される。なお実施の形態2におけるブルースター角は約34°になる。
It is particularly preferable that the incident angle A of the excitation light E with respect to the
図5は、実施の形態2における光増幅器1の別の構成例を示す図である。図5を参照して、光ファイバ2、反射部16C、LD素子19および電極19Aが示される。電極19AはLD素子19に対して駆動電圧の印加や動作の制御を行なうための電極である。なお図5は光増幅器1の主要部分について、信号光の伝播方向から見た断面を示す。
FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration example of the
反射部16Cの外形は楕円の少なくとも一部である。楕円は2つの焦点を有する。よってLD素子19を点光源とみなせば、光伝播領域の位置が楕円の第1の焦点になるように光ファイバ2を設け、第2の焦点の位置にLD素子19の発光面を設けることで、LD素子19から発せられる励起光Eを光ファイバ2に集めることができる。なお、図5に示す光増幅器1の場合、反射部16Cは光ファイバ2に沿って設けられるので、反射部16Cの長さは光ファイバ2の長さだけ必要になる。
The outer shape of the reflecting
図6は、実施の形態2における光増幅器1のさらに別の構成例を示す図である。図6を参照して、光ファイバ2A、LD素子19および電極19Aが示される。図5と同様に、図6は光増幅器1の主要部分について、信号光の伝播方向から見た断面を示す。
FIG. 6 is a diagram illustrating still another configuration example of the
図6に示す光増幅器1では、光ファイバ2Aの形状が楕円の一部になっている。楕円の第1の焦点の位置に信号光伝播領域8が設けられ、第2の焦点の位置にLD素子19の発光面が設けられる。図5に示す光増幅器1と同様に、LD素子19から発せられる励起光Eは信号光伝播領域8に集まるので、光伝播領域では励起光Eを効率よく吸収することができる。図6に示す光増幅器の場合には光ファイバの外側に反射部を設ける必要がないのでレーザ装置のコストを下げることができる。
In the
なお、LD素子19と光ファイバとの間にコリメータレンズが設けられる場合には光ファイバに入射する励起光が平行光線になる。励起光が平行光線であれば図5に示す光増幅器1では反射部16Cの外形が放物線になり、放物線の焦点に光ファイバ2が設けられる。同様に図6に示す光増幅器1では光ファイバ2Aの外形が放物線になり、放物線の焦点に信号光伝播領域8が設けられる。
When a collimator lens is provided between the
以上のように実施の形態2によれば、1枚の反射鏡によってフォトニック結晶ファイバを含む光増幅器から出た光を光増幅器に帰還させることによって、反射鏡と光増幅器との相対的な位置の調整を容易に行なうことができ、かつ、レーザ光の波長や出力を容易に変える事が可能なレーザ装置が実現可能になる。 As described above, according to the second embodiment, the light emitted from the optical amplifier including the photonic crystal fiber is fed back to the optical amplifier by one reflecting mirror, so that the relative position between the reflecting mirror and the optical amplifier is increased. Therefore, it is possible to realize a laser apparatus that can easily adjust the wavelength and can easily change the wavelength and output of the laser beam.
[実施の形態3]
図7は、実施の形態3のレーザ装置の構成を示す概略図である。図7を参照して、レーザ装置21はパルス発振LD12が含まれていない点および反射鏡22が含まれる点において図2のレーザ装置11と異なる。レーザ装置21の他の部分の構成についてはレーザ装置11の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。[Embodiment 3]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the laser apparatus according to the third embodiment. Referring to FIG. 7,
レーザ装置21は連続発振が可能なレーザである。複数の励起光源4Aの各々の出力を徐々に高くしていくと、光ファイバ2の光伝播領域では自然放出による光が生じる。この光が信号光となり、光ファイバ2を伝播するうちに増幅される。光ファイバ2の一端面から出た信号光L2の一部は反射鏡13により反射して光ファイバ2の他端面に入り、一部は反射鏡13を透過して放出される。光増幅器1による信号光L2の増幅と反射鏡13による信号光L2の放出とが釣り合うとレーザ発振が生じる。
The
実施の形態2では光ファイバ2の一端面から信号光L1が入ることにより、増幅後の信号光L2は一方向(時計方向)のみに進む。実施の形態3では信号光L2の進行方向は特に限定されないため、時計方向や反時計方向、あるいは時計方向および反時計方向が進行方向として考えられる。特に進行方向が時計方向と反時計方向との両方向である場合、光ファイバ2の両端面から信号光L2が出力される。よって、反射鏡13を透過する光としてレーザ光以外に透過光L3が発生する。
In the second embodiment, the signal light L1 enters from one end face of the
実施の形態3では透過光L3を反射する反射鏡22を備える。反射鏡22で透過光L3が反射され、反射光L4とレーザ光LAとが反射鏡13上の位置P1において合成される。よって、実施の形態3ではレーザ光LAの出力が下がることを防ぐことができる。また、実施の形態3では、レーザ光LA以外に外部に放出される光がなくなるので、レーザ装置を用いて作業者が製品の加工を行なう場合において、作業者は容易にレーザ装置を取り扱うことができる。
In the third embodiment, a reflecting mirror 22 that reflects the transmitted light L3 is provided. The transmitted light L3 is reflected by the reflecting mirror 22, and the reflected light L4 and the laser light LA are combined at a position P1 on the reflecting
なお、反射光L4とレーザ光LAとを合成した場合にレーザ光LAの出力が下がらないためには、位置P1においてレーザ光LAの位相と光L4の位相とが同じでなくてはならない。このため、位置P1から反射鏡22までの距離D1は、発振波長の半分の長さ(半波長)の整数倍の長さになるように設定されなければならない。 In order to prevent the output of the laser light LA from being lowered when the reflected light L4 and the laser light LA are combined, the phase of the laser light LA and the phase of the light L4 must be the same at the position P1. For this reason, the distance D1 from the position P1 to the reflecting mirror 22 must be set so as to be an integral multiple of the half length (half wavelength) of the oscillation wavelength.
実施の形態3においても実施の形態2と同様に、反射部16に代えて図5に示す反射部16Cが用いられてもよい。また、実施の形態3において、光ファイバ2に代えて光ファイバ2Aが用いられてもよい。
Also in the third embodiment, similarly to the second embodiment, a reflecting
以上のように実施の形態3によれば、励起光源から出力される励起光の出力を、光増幅ファイバの光伝播領域で自然放出が生じるほど高くすることによって、連続発振を行なうレーザ装置を実現することができる。 As described above, according to the third embodiment, a laser device that performs continuous oscillation is realized by increasing the output of pumping light output from the pumping light source so that spontaneous emission occurs in the light propagation region of the optical amplification fiber. can do.
[実施の形態4]
図8は、実施の形態4のレーザ装置の構成を示す概略図である。図8を参照してレーザ装置31は、光増幅器1と、ヒートシンク18と、制御部32と、ライトガイド34と、波長選択部36A,36Bとを備える。[Embodiment 4]
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the laser apparatus according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 8, the
光ファイバ2の両端部には波長選択部36A,36Bが設けられる。波長選択部36A,36Bは従来のFBGに相当する機能を有し、特定の波長に対してのみ選択的に反射率が高く設定されている。なお、波長選択部36A,36Bに代え、端面で信号光を反射し、光ファイバ2の内部に信号光を戻すための反射膜が光ファイバ2の両端面にコーティングされていてもよい。
波長選択部36A,36Bの各々では信号光の一部が光ファイバ2に戻されるとともに信号光の一部が外部に放出される。光ファイバ2による信号光の増幅と波長選択部36A,36Bの各々による信号光の放出とが釣り合うとレーザ光LAがレーザ装置31から発せられる。なお、レーザ光が外部に発せられる放射面36Cにはミラーコーティングが施され、大部分の光を反射するとともに一部の光を透過させている。
In each of the
励起部4は光源である複数のLD素子19を含む。実施の形態2,3と同様に複数のLD素子19が励起部4に含まれることにより、いずれか1つのLD素子が故障により励起光を発しなくなったとしても他のLD素子によって光ファイバ2を励起することができる。なお、励起部4に含まれる光源としてはLD素子19以外にもLED(Light Emitting Diode;LEDバックライトを含む)やランプであってもよい。
The
ライトガイド34は励起部4と光ファイバ2との間に設けられ、励起光Eを光ファイバ2の側面に導くための光導波部である。LD素子19から出た励起光Eはライトガイド34により反射され、光ファイバ2の側面から光ファイバ2に入る。ライトガイド34は励起光Eを面状に放出するための発光面を有する。光ファイバ2はライトガイド34から励起光Eが放出される発光面上に設けられる。光ファイバ2に対して局所的に励起光を照射するのではなく、均一に励起光を照射するので吸収飽和が発生しにくくなり、損失を多くすることなく、効率的に希土類元素を励起することができる。
The
制御部32は、たとえば任意の波形を生成するパルスジェネレータである。制御部32はレーザ光の出力や温度を制御するための指示を出力する指示部38と、指示部38から送られる指示に基づいてパルス発振LD12に注入する電流を制御する処理を行なうドライバ40とを含む。
The
レーザ装置31は、さらに、光ファイバ2を冷却する冷却部42を備える。光ファイバ2は冷却水に浸漬される。冷却部42は冷却水を循環させて光ファイバ2を冷却する。
The
実施の形態2および実施の形態3では光ファイバはリング状に曲げられているが実施の形態4では光ファイバ2は面に沿って曲げられる。光ファイバ2はフォトニック結晶ファイバであるので、発光面上に所定の曲げ半径以下で自由に設けることができる。なお、多くの励起光を吸収できるよう、発光面全体を覆うように光ファイバが設けられることが好ましい。
In the second embodiment and the third embodiment, the optical fiber is bent in a ring shape, but in the fourth embodiment, the
図9は、図8のレーザ装置31を上方から見た図である。図9を参照してライトガイド34は発光面35を有する。発光面35に沿って光ファイバ2が設けられる。なお、パルス発振LD12と波長選択部36Aとの間にはアイソレータ43が設けられる。アイソレータ43は、パルス発振LD12から出た信号光L1を光ファイバ2に通すが、光ファイバ2からパルス発振LD12に戻る光を遮断する。アイソレータ43によってパルス発振LD12には戻り光が入らない。よって、パルス発振LD12が保護される。なお、アイソレータ43はレーザ装置31に含まれていなくてもよい。
FIG. 9 is a view of the
図10は、図8の線分X−X部の断面図である。図10を参照して、光ファイバ2は反射部16Aおよび透過部45に挟まれる。反射部16Aは放熱板44の表面に積層された金属膜である。反射部16Aは光ファイバ2に対して発光面35と反対側に設けられ、励起光Eを光ファイバ2に向けて反射する。透過部45は励起部4から発せられた励起光Eのうち、光伝播領域にドープされた光増幅物質を励起する波長の光を透過する。透過部45は、たとえばダイクロイックミラーである。
10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. Referring to FIG. 10,
なお、ヒートシンク18上面(ライトガイド34の反射面)の角度および放熱板44の下面の角度は、反射部16Aで反射された励起光がLD素子に戻らないような角度に設定されることが好ましい。
The angle of the upper surface of the heat sink 18 (the reflection surface of the light guide 34) and the angle of the lower surface of the
励起光源から出た励起光Eはシリンドリカルレンズ50によって平行光線となる。ライトガイド34には傾斜が設けられる。励起光Eはライトガイド34の傾斜面により反射され、透過部45を介して光ファイバ2に入射する。
Excitation light E emitted from the excitation light source is converted into parallel rays by the
ライトガイド34は励起光Eを透過する透明な物質である。ライトガイド34はたとえばガラスや樹脂であるが、特にレーザ装置31を小型化するために折り曲げ自在な素材で構成されることが好ましい。ライトガイド34の素材の具体例としては、たとえばPET(polyethylene terephthalate)である。
The
シール46A,46Bは光ファイバ2間の冷却水52を封じるために用いられる。冷却水52の熱を外部に放出するため、シール46A,46Bの素材は高い熱導電性を有することが好ましい。さらにシール46A,46Bの各々の光ファイバ2に対向する面には、励起光Eを反射する反射膜(図示せず)がコーティングされる。
The
なお実施の形態2および実施の形態3と同様に、実施の形態4においても光増幅器1での増幅率を高めるために、光ファイバの光伝播領域に効率よく励起光Eを集めることが好ましい。以下、光伝播領域に効率よく励起光を集めることが可能なフォトニック結晶ファイバの形状や構成について説明する。
As in the second and third embodiments, in the fourth embodiment as well, in order to increase the amplification factor in the
図11は、実施の形態4における光ファイバ2の一例を示す図である。図11を参照して、光ファイバ2の断面が示される。図11に示す断面は信号光の伝播方向に垂直である。断面の形状は放物線になる。ライトガイド34から光ファイバ2に送られる励起光Eは平行光線であるので、信号光伝播領域8を放物線の焦点の位置に設けることによって励起光Eを効率よく信号光伝播領域8に集めることが可能になる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the
図12は、実施の形態4における光ファイバ2の別の例を示す図である。図12を参照して、光ファイバ2の形状は放物線である。ただし、断面において信号光伝播領域8には空孔2Dが設けられる。特に高出力のレーザ光を出力する場合にはこのような空孔が信号光伝播領域8に設けられることで光が高密度で存在することによる吸収係数の増加現象を避け、出力の損失を抑えることが可能になる。
FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the
図13は、透過部45の別の構成例を示す図である。図13を参照して発光面35には透過部45としてマイクロレンズ60を含むマイクロレンズアレイが形成される。光ファイバ2はマイクロレンズアレイ上に設けられる。マイクロレンズ60によって励起光が集光されて光ファイバ2に入射するので、光伝播領域に効率よく光を集めることが可能になる。
FIG. 13 is a diagram illustrating another configuration example of the
以上のように実施の形態4によれば、発光面からフォトニック結晶ファイバの側面に励起光を入射することによって、小型でありながら、かつ、シングルモードのレーザ光を出力することが可能になる。 As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to output single mode laser light while being small in size by making excitation light incident on the side surface of the photonic crystal fiber from the light emitting surface. .
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
Claims (23)
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、
前記信号光を伝播する信号光伝播領域(8)を含み、
前記信号光伝播領域(8)の中心部を囲むように、前記所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造(9)が設けられ、かつ、
前記信号光伝播領域(8)に、励起状態において前記信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされており、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)の側面から前記信号光伝播領域(8)に向けて前記信号光と波長が異なる励起光を照射し、前記光物質を励起する励起部(4)をさらに備え、
それにより、前記周期構造(9)により選択される前記所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播し、前記励起光の照射により前記信号光を増幅する光増幅器。A photonic crystal fiber (2) that propagates signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength in a single mode;
The photonic crystal fiber (2)
A signal light propagation region (8) for propagating the signal light,
A periodic structure (9) comprising a plurality of media having different refractive indexes satisfying the Bragg reflection condition for the light of the predetermined wavelength so as to surround the central portion of the signal light propagation region (8); and ,
The signal light propagation region (8) is doped with a light amplification substance that causes stimulated emission when the signal light is incident in an excited state;
An excitation unit (4) for irradiating excitation light having a wavelength different from that of the signal light from the side surface of the photonic crystal fiber (2) toward the signal light propagation region (8), and exciting the optical material;
Accordingly, an optical amplifier that propagates in a single mode the signal light having the predetermined wavelength of light selected by the periodic structure (9) in a single mode, and amplifies the signal light by irradiation with the excitation light.
前記信号光を一端面に受け、前記信号光をシングルモードで伝播して他端面から放出するフォトニック結晶ファイバ(2)とを備え、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、
前記信号光を伝播する信号光伝播領域(8)を含み、
前記信号光伝播領域(8)の中心部を囲むように、前記所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造(9)が設けられ、かつ、
前記信号光伝播領域(8)に、励起状態において前記信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされており、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)の側面から前記信号光伝播領域(8)に向けて前記信号光と波長が異なる励起光を照射し、前記光物質を励起する励起部(4)をさらに備える、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)を伝播する前記信号光を増幅する光増幅器。A signal light source (6) that emits signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength;
A photonic crystal fiber (2) that receives the signal light at one end surface, propagates the signal light in a single mode, and emits the signal light from the other end surface;
The photonic crystal fiber (2)
A signal light propagation region (8) for propagating the signal light,
A periodic structure (9) comprising a plurality of media having different refractive indexes satisfying the Bragg reflection condition for the light of the predetermined wavelength so as to surround the central portion of the signal light propagation region (8); and ,
The signal light propagation region (8) is doped with a light amplification substance that causes stimulated emission when the signal light is incident in an excited state;
An excitation unit (4) for irradiating excitation light having a wavelength different from that of the signal light from the side surface of the photonic crystal fiber (2) toward the signal light propagation region (8) to excite the optical material;
An optical amplifier for amplifying the signal light propagating through the photonic crystal fiber (2).
光増幅器(1)を備え、
前記光増幅器(1)は、
所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播するフォトニック結晶ファイバ(2)を含み、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、
前記信号光を伝播する信号光伝播領域(8)を有し、
前記信号光伝播領域(8)の中心部を囲むように、前記所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造(9)が設けられ、かつ、
前記信号光伝播領域(8)に、励起状態において前記信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされており、
前記光増幅器(1)は、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)の側面から前記信号光伝播領域(8)に向けて前記信号光と波長が異なる励起光を照射し、前記光物質を励起する励起部(4)をさらに含み、
それにより、前記周期構造(9)により選択される前記所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播し、前記励起光の照射により前記信号光を増幅し、
前記レーザ装置(31)は、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)のそれぞれの端面に前記信号光を反射する反射部をさらに備える、レーザ装置。A laser device (31) comprising:
An optical amplifier (1),
The optical amplifier (1)
Including a photonic crystal fiber (2) that propagates signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength in a single mode;
The photonic crystal fiber (2)
A signal light propagation region (8) for propagating the signal light;
A periodic structure (9) comprising a plurality of media having different refractive indexes satisfying the Bragg reflection condition for the light of the predetermined wavelength so as to surround the central portion of the signal light propagation region (8); and ,
The signal light propagation region (8) is doped with a light amplification substance that causes stimulated emission when the signal light is incident in an excited state;
The optical amplifier (1)
An excitation unit (4) for irradiating excitation light having a wavelength different from that of the signal light toward the signal light propagation region (8) from a side surface of the photonic crystal fiber (2), and exciting the optical material;
Thereby, the signal light having the light of the predetermined wavelength selected by the periodic structure (9) as a main wavelength propagates in a single mode, and the signal light is amplified by the irradiation of the excitation light,
The laser device (31)
The laser apparatus further provided with the reflection part which reflects the said signal light in each end surface of the said photonic crystal fiber (2).
光増幅器(1)を備え、
前記光増幅器(1)は、
所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播するフォトニック結晶ファイバ(2)を含み、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、
前記信号光を伝播する信号光伝播領域(8)を有し、
前記信号光伝播領域(8)の中心部を囲むように、前記所定の波長の光に対してブラッグ反射条件を満たす互いに屈折率が異なる複数の媒質からなる周期構造(9)が設けられ、かつ、
前記信号光伝播領域(8)に、励起状態において前記信号光が入射すると誘導放出を起こす光増幅物質がドープされており、
前記光増幅器(1)は、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)の側面から前記信号光伝播領域(8)に向けて前記信号光と波長が異なる励起光を照射し、前記光物質を励起する励起部(4)をさらに含み、
それにより、前記周期構造(9)により選択される前記所定の波長の光を主波長とする信号光をシングルモードで伝播し、前記励起光の照射により前記信号光を増幅し、
前記レーザ装置(11)は、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)の一端面に到達した前記信号光を、前記フォトニック結晶ファイバの他端面に戻すための戻り部をさらに備える、レーザ装置。A laser device (11) comprising:
An optical amplifier (1),
The optical amplifier (1)
Including a photonic crystal fiber (2) that propagates signal light having a predetermined wavelength of light as a main wavelength in a single mode;
The photonic crystal fiber (2)
A signal light propagation region (8) for propagating the signal light;
A periodic structure (9) comprising a plurality of media having different refractive indexes satisfying the Bragg reflection condition for the light of the predetermined wavelength so as to surround the central portion of the signal light propagation region (8); and ,
The signal light propagation region (8) is doped with a light amplification substance that causes stimulated emission when the signal light is incident in an excited state;
The optical amplifier (1)
An excitation unit (4) for irradiating excitation light having a wavelength different from that of the signal light toward the signal light propagation region (8) from a side surface of the photonic crystal fiber (2), and exciting the optical material;
Thereby, the signal light having the light of the predetermined wavelength selected by the periodic structure (9) as a main wavelength propagates in a single mode, and the signal light is amplified by the irradiation of the excitation light,
The laser device (11)
A laser device further comprising a return portion for returning the signal light reaching one end surface of the photonic crystal fiber (2) to the other end surface of the photonic crystal fiber.
前記戻り部は、前記他端面から出射する前記信号光のうちの一部を反射して前記一端面に入射するとともに、前記他端面から出射する前記信号光の一部を透過する反射鏡(13)である、請求項5に記載のレーザ装置。The photonic crystal fiber (2) is installed such that the one end face and the other end face are close to each other,
The return portion reflects a part of the signal light emitted from the other end surface and enters the one end surface, and transmits a part of the signal light emitted from the other end surface (13 The laser device according to claim 5, wherein
前記第2の反射部(16B)は、前記励起部(4A)から発せられる前記励起光を透過し、前記第1の反射部(16A)によって反射された前記励起光を前記フォトニック結晶ファイバ(2)に向けて反射する、請求項7に記載のレーザ装置。The laser device (11) further includes a second reflecting section (16B) provided between the photonic crystal fiber (2) and the excitation section (4A),
The second reflection unit (16B) transmits the excitation light emitted from the excitation unit (4A) and transmits the excitation light reflected by the first reflection unit (16A) to the photonic crystal fiber ( The laser device according to claim 7, which reflects toward 2).
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、前記光伝播領域(8)の位置が前記楕円の焦点の位置になるように配置される、請求項7に記載のレーザ装置。The outer shape of the first reflecting portion (16C) is at least a part of an ellipse,
The laser device according to claim 7, wherein the photonic crystal fiber (2) is arranged so that the position of the light propagation region (8) is the position of the focal point of the ellipse.
前記光伝播領域(8)は、前記楕円の焦点の位置に配置される、請求項6に記載のレーザ装置。The photonic crystal fiber (2A) has a shape in which a cross section perpendicular to the propagation direction of the signal light is at least part of an ellipse,
The laser device according to claim 6, wherein the light propagation region (8) is arranged at a focal point of the ellipse.
前記一端面に光学的に結合され、前記一端面に到達した前記信号光を前記他端面に向けて戻す第1のファイバグレーティング構造(36A)と、
前記他端面に光学的に結合され、前記他端面に到達した前記信号光を前記一端面に向けて戻す第2のファイバグレーティング構造(36B)とを含む、請求項5に記載のレーザ装置。The return part is
A first fiber grating structure (36A) optically coupled to the one end face and returning the signal light reaching the one end face toward the other end face;
6. The laser device according to claim 5, further comprising: a second fiber grating structure (36 </ b> B) optically coupled to the other end surface and returning the signal light reaching the other end surface toward the one end surface.
前記光導波部(34)は、前記励起光を面状に放出するための発光面(35)を含み、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、前記発光面(35)に沿って設けられる、請求項14に記載のレーザ装置。The laser device (31) is provided between the excitation unit (4) and the photonic crystal fiber (2), and guides the excitation light to a side surface of the photonic crystal fiber (2) ( 34),
The optical waveguide section (34) includes a light emitting surface (35) for emitting the excitation light in a planar shape,
The laser device according to claim 14, wherein the photonic crystal fiber (2) is provided along the light emitting surface (35).
前記フォトニック結晶ファイバ(2)に対して前記発光面(35)と反対側に設けられ、前記励起光を、前記フォトニック結晶ファイバ(2)に向けて反射する反射部(16A)と、
前記発光面(35)と前記フォトニック結晶ファイバ(2)との間に設けられ、前記励起光を透過する透過部(45)とをさらに備える、請求項15に記載のレーザ装置。The laser device (31)
A reflection part (16A) provided on the opposite side of the light emitting surface (35) with respect to the photonic crystal fiber (2) and reflecting the excitation light toward the photonic crystal fiber (2);
The laser device according to claim 15, further comprising a transmission portion (45) provided between the light emitting surface (35) and the photonic crystal fiber (2) and transmitting the excitation light.
前記光導波部(34)は、前記励起光を面状に放出するための発光面(35)を含み、
前記フォトニック結晶ファイバ(2)は、前記発光面(35)に沿って設けられる、請求項1に記載の光増幅器。An optical waveguide (34) provided between the excitation unit (4) and the photonic crystal fiber (2) and guiding the excitation light to a side surface of the photonic crystal fiber (2);
The optical waveguide section (34) includes a light emitting surface (35) for emitting the excitation light in a planar shape,
The optical amplifier according to claim 1, wherein the photonic crystal fiber (2) is provided along the light emitting surface (35).
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