KR20160065129A - 레이저 장치 - Google Patents

레이저 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160065129A
KR20160065129A KR1020167010616A KR20167010616A KR20160065129A KR 20160065129 A KR20160065129 A KR 20160065129A KR 1020167010616 A KR1020167010616 A KR 1020167010616A KR 20167010616 A KR20167010616 A KR 20167010616A KR 20160065129 A KR20160065129 A KR 20160065129A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber
light
laser
optical
optical fiber
Prior art date
Application number
KR1020167010616A
Other languages
English (en)
Inventor
히로시 사카이
히로타케 후쿠오카
노리야스 스즈키
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20160065129A publication Critical patent/KR20160065129A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/421—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical component consisting of a short length of fibre, e.g. fibre stub
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094049—Guiding of the pump light
    • H01S3/094053—Fibre coupled pump, e.g. delivering pump light using a fibre or a fibre bundle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/1671—Solid materials characterised by a crystal matrix vanadate, niobate, tantalate
    • H01S3/1673—YVO4 [YVO]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/20—Lasers with a special output beam profile or cross-section, e.g. non-Gaussian
    • H01S2301/206—Top hat profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094065—Single-mode pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

레이저 장치(1A)는, 광(L1)을 출사하는 광원인 반도체 레이저(21)와, 반도체 레이저(21)로부터 출사된 광(L1)이 입사시켜지며, 광(L1)을 도파하여 출사하는 광 파이버(3)와, 광 파이버(3)로부터 출사된 광(L1)이 입사하는 레이저 매질(51)을 가지며, 레이저광(L2)을 출사하는 광 공진기(5)를 구비한다. 광 파이버(3)는, 광 입사측의 부분을 이루는 GI 파이버(31)와, GI 파이버(31)에 접합되며, 광 출사측의 부분을 이루는 SI 파이버(32)를 가진다. 이것에 의해서, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광을 얻을 수 있는 레이저 장치가 실현된다.

Description

레이저 장치{LASER APPARATUS}
본 발명은, 레이저 장치에 관한 것이다.
종래의 레이저 장치로서, 광을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광을 도파(導波)하여 출사하는 광 파이버와, 광 파이버로부터 출사된 광을 레이저 매질에 입사시키고, 레이저광을 출사하는 레이저 발진기를 구비하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2, 및 비특허 문헌 1, 2 참조).
특허 문헌 1 : 일본특허공개 평7－106665호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 제2011－127529호 공보
비특허 문헌 1 : A. Agnesi, E. Piccinini, G.C. Reali, and C. Solcia, "Efficient all-solid-state tunable source based on a passively Q-switched high-power Nd:YAG laser", Appl. Phys. B 65, pp.303-305 (1997) 비특허 문헌 2 : H. Sakai, H. Kan, and T. Taira, ">1MW peak power single-mode high-brightness passively Q-switched Nd3+:YAG microchip laser", Opt. Express Vol.16 No.24, pp.19891-19899 (2008)
그렇지만, 상술한 바와 같은 레이저 장치에서는, 레이저광의 출력이 불안정하게 되거나, 레이저광의 출력이 저하하거나 하는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명은, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광을 얻을 수 있는 레이저 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의(銳意) 검토를 거듭한 결과, 종래의 레이저 장치에서, 레이저광의 출력이 불안정하게 되거나, 레이저광의 출력이 저하하거나 하는 현상은, 광원으로부터 레이저 매질에 광을 도파하는 광 파이버의 특성에 기인하는 것임을 밝혀냈다.
광원으로부터 레이저 매질에 광을 도파하는 광 파이버로서는, SI(Step　Index) 파이버, 또는 GI(Graded　Index) 파이버가 이용되는 것이 일반적이다. SI 파이버는, 코어의 굴절률이 일정하고, 도파되는 광의 빔 프로파일이 탑 햇(top hat) 형상이 되기 쉽다. 레이저 매질에 입사시켜지는 광의 빔 프로파일이 탑 햇 형상이면, 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 충분한 것이 되기 쉽다.
그렇지만, SI 파이버는, 코어의 굴절률이 일정하고, 코어의 중심과 주변에서 광의 전반(傳搬) 속도가 다르기 때문에, 도파되는 광의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 쉬워 불안정하게 되기 쉽다. 레이저 매질에 입사시켜지는 광의 출력이 불안정하면, 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력도 불안정하게 되기 쉽다. 따라서, 광원으로부터 레이저 매질에 광을 도파하는 광 파이버로서 SI 파이버를 이용하는 경우, 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 충분한 것이 되기 쉬운 반면, 해당 출력이 불안정하게 되기 쉬운 것이다.
한편, GI 파이버는, 코어의 굴절률이 일정하지 않고, 코어의 중심과 주변으로 광의 전반 속도가 같기 때문에, 도파되는 광의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 어려워 안정되기 쉽다. 레이저 매질에 입사시켜지는 광의 출력이 안정되면, 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력도 안정되기 쉽다.
그렇지만, GI 파이버는, 코어의 굴절률이 일정하지 않고, 도파되는 광의 빔 프로파일이 가우스(Gauss) 파형이 된다. 레이저 매질에 입사시켜지는 광의 빔 프로파일이 가우스 파형이면, 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 저하하기 쉽다. 따라서, 광원으로부터 레이저 매질에 광을 도파하는 광 파이버로서 GI 파이버를 이용하는 경우, 레이저 발진기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 안정되기 쉬운 반면, 해당 출력이 저하하기 쉽다.
이와 같이, 광원으로부터 레이저 매질에 광을 도파하는 광 파이버로서, SI 파이버, 및 GI 파이버 중 어느 것을 이용하는 경우에서도, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광을 얻는 것이 곤란해진다. 본 발명자들은, 이 지견(知見)에 근거하여 더욱 검토를 거듭하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 레이저 장치는, 광을 출사하는 광원과. 광원으로부터 출사된 광이 입사시켜지며, 해당 광을 도파하여 출사하는 광 파이버와, 광 파이버로부터 출사된 광이 입사시켜지는 레이저 매질을 가지며, 레이저광을 출사하는 레이저 발진기를 구비하며, 광 파이버는, 광 입사측의 부분을 이루는 GI 파이버와 GI 파이버에 접합되어 광 출사측의 부분을 이루는 SI 파이버를 가진다.
이 레이저 장치는, 광원으로부터 출사된 광이 입사시켜지는 광 입사측의 부분의 광 파이버가 GI 파이버로 이루어지므로, 이 부분에서 도파되는 광의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 어려워 안정되기 쉽다. 또, 도파된 광을 출사하는 광 출사측의 부분의 광 파이버가 SI 파이버로 이루어지므로, 광 파이버로부터 출사되는 광의 빔 프로파일이 탑 햇 형상이 되기 쉽다. 이 때문에, 레이저 매질에 입사시켜지는 광은, 출력이 안정되기 쉽고 또한 빔 프로파일이 탑 햇 형상이 되기 쉽다. 따라서, 이 레이저 장치에 의하면, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광을 얻을 수 있는 레이저 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은, 제1 실시 형태의 레이저 장치의 구성도이다.
도 2는, 도 1의 레이저 장치의 SI 파이버의 고정구의 구성도이다.
도 3은, 도 1의 레이저 장치의 SI 파이버의 고정구의 다른 예의 구성도이다.
도 4는, 도 1의 레이저 장치의 SI 파이버의 고정구의 다른 예의 구성도이다.
도 5는, 광 파이버의 형상 변화의 영향을 평가하는 평가 방법의 개략도이다.
도 6은, 광 파이버의 형상 변화의 영향의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 제2 실시 형태의 레이저 장치의 구성도이다.
이하, 본 발명에 의한 레이저 장치의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 각 도면에서, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
[제1 실시 형태]
도 1은, 제1 실시 형태의 레이저 장치의 구성도이다. 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 장치(1A)는, 반도체 레이저 장치(2)와, 광 파이버(3)와, 광학계(4)와, 광 공진기(레이저 발진기)(5)를 구비하고 있다. 반도체 레이저 장치(2)는, 반도체 레이저(21)와, 반도체 레이저(21)로부터 출사된 여기광(勵起光)(L1)을 광 파이버(3)의 입사 단면(端面)(3a)에 집광하는 광학계를 가지고 있다. 광 파이버(3)의 입사 단면(3a)에는, 광원인 반도체 레이저(21)로부터 출사된 여기광(L1)이 입사시켜진다. 광 파이버(3)는, 입사 단면(3a)으로부터 입사 당한 여기광(L1)을 도파하여 출사 단면(3b)으로부터 출사한다.
광 파이버(3)는, 광 입사측의 부분(입사 단면(3a)으로부터 광 파이버(3)의 소정 부위(3c)까지의 부분)을 이루는 GI 파이버(31)와, 광 출사측의 부분(출사 단면(3b)으로부터 소정 부위(3c)까지의 부분)을 이루는 SI 파이버(32)를 가지고 있다. GI 파이버(31)와 SI 파이버(32)는, 소정 부위(3c)에서 용융 접합 등에 의해서 접합되어 있다. GI 파이버(31)의 길이는, 바람직하게는, SI 파이버(32)의 길이 보다도 길게 되어 있다. 각 파이버(31, 32)의 길이의 일례에서는, GI 파이버(31)의 길이는, 예를 들면 15cm 이상으로 되어 있고, SI 파이버(32)의 길이는, 예를 들면 15cm 이하로 되어 있다.
GI 파이버(31) 및 SI 파이버(32)는, 접합 계면(界面)에서의 광의 전반(傳搬) 로스(loss)를 억제하기 위해서, 각각의 코어 지름, 및 개구수가 이하와 같이 설정되어 있는 것이 바람직하다. 즉, GI 파이버(31)의 코어 지름을 ΦGI로 하고, GI 파이버(31)의 개구수를 NAGI로 하며, SI 파이버(32)의 코어 지름을 ΦSI로 하고, SI 파이버(32)의 개구수를 NASI로 하면, 파이버(31, 32)는, NAGI＞NASI의 경우에는 하기의 식 (1)을 만족하고, NAGI＜NASI의 경우에는 하기의 식 (2)를 만족하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
2ΦGI(NASI/NAGI)≥ΦSI≥ΦGI(NASI/NAGI) … (1)
2ΦGI≥ΦSI≥ΦGI … (2)
광학계(4)는, 집광 렌즈계이며, 광 파이버(3)의 출사 단면(3b)으로부터 출사된 여기광(L1)을 광 공진기(5)에 집광한다. 광 공진기(5)는, 레이저 매질(51)과, 레이저 매질(51)을 사이에 두고 대향하는 전반사 미러(52) 및 부분 반사 미러(53)를 가지고 있다. 레이저 매질(51)로서는, 예를 들면, YAG(Y3Al5O12)나 YVO4 등의 레이저 매질에, 레이저 활성종(活性種)으로서, 네오디뮴(Nd)이 도핑된 고체 레이저 매질을 이용할 수 있다. 레이저 매질(51)에서는, 광학계(4)에 의해서 집광된 여기광(L1)이 입사하는 것에 의해서, 레이저 활성종이 여기되어, 소정 파장의 광이 방출된다.
전반사 미러(52)는, 여기광(L1)을 투과시키는 한편으로, 레이저 매질(51)에서 자연 방출되는 광을 전반사한다. 부분 반사 미러(53)는, 전반사 미러(52)보다도, 레이저 매질(51)에서 자연 방출되는 광의 파장에 대해서 낮은 반사율을 가지고 있다. 전반사 미러(52) 및 부분 반사 미러(53)는, 레이저 매질(51)에서 방출된 광을 각각으로 반사하고, 각각의 사이를 왕복시켜, 레이저 매질(51)에서 유도(誘導) 방사(放射)를 일으키게 한다. 이것에 의해서, 광 공진기(5)는, 부분 반사 미러(53)로부터 레이저광(L2)을 출사한다. 또, 광 공진기(5)는, 전반사 미러(52)로부터 부분 반사 미러(53)까지가 일체로 된 컴포지트(composite) 결정(結晶)이라도 좋다.
도 1의 레이저 장치(1A)에서, SI 파이버(32)는, 바람직하게는, 만곡(灣曲)된 상태로 고정된다. 도 2는, 도 1의 레이저 장치의 SI 파이버의 고정구의 구성도이다. 본 구성예에서는, 도 2에 나타내어지는 바와 같이, SI 파이버(32)는, 고정구(33)에 의해서 만곡된 상태로 고정되어 있다. 고정구(33)는, 판 부재(34, 35)를 구비하고 있다. 판 부재(34, 35)는, 서로 대향하는 대향면(34a, 35a)을 각각 가지고 있다. 대향면(34a)에는, 오목한 모양의 만곡면이 형성되어 있다. 대향면(35a)에는, 대향면(34a)에 형성된 만곡면과 상보적인 볼록한 모양의 만곡면이 형성되어 있다. 이것에 의해서, 판 부재(34, 35)는, SI 파이버(32)를 대향면(34a, 35a)의 사이에 끼워 넣어, 만곡한 상태로 고정할 수 있다.
SI 파이버(32)는, 코어의 굴절률이 일정하기 때문에, SI 파이버(32)를 직선 배선하면, 직진하여 온 여기광(L1)이 코어의 중앙부로부터 출사되어, 코어의 중앙부에서 출력이 높게 되어 버린다. 이것에 대해서, 고정구(33)를 이용하는 것에 의해서, 직진하는 여기광(L1)도 코어의 벽에서 반사를 반복하기 때문에, 출력이 면내(面內) 방향에서 균일하게 되며, 도파되는 여기광(L1)의 빔 프로파일이 탑 햇 형상이 된다. 또, 고정구(33)의 구체적인 구성으로서는, 상기 구성 이외에도 여러가지 구성을 이용할 수 있다.
도 3은, 레이저 장치의 SI 파이버의 고정구의 다른 예의 구성도이다. 도 2의 구성과 다른 점은, 고정구(33)는, 판 부재(34, 35)의 대향면(34a, 35a)에 복수의 만곡면이 형성되어 있는 점이다. 이것에 의해서, SI 파이버(32)를, 만곡면을 따라서 여러 차례 만곡시켜 고정할 수 있다.
도 4는, 레이저 장치의 SI 파이버의 고정구의 또 다른 예의 구성도이다. 본 구성예에서는, 도 4에 나타내어지는 바와 같이, 고정구(33)는, 상자체(36)와, 볼트(37)를 구비하고 있다. 상자체(36)는, 직사각형 모양의 저면(36a) 및 직사각형 모양의 측면(36b~36e)을 가지고 있다. 상자체(36)가 서로 마주하는 측면(36b, 36c)에는, 저면(36a)측에 관통공(36f, 36g)이 각각 마련되어 있다. SI 파이버(32)는, 관통공(36f, 36g)를 통과하고, 상자체(36)를 관통하도록 배선되어 있다. 상자체(36)의 측면(36b, 36c)과 직교하는 측면(36d)에는, 볼트(37)가 나사 결합되는 나사 구멍(6h)이 마련되어 있다. 볼트(37)는, 상자체(36) 내에서 선단부(37a)에서 SI 파이버(32)를 압압(押壓)하도록 하여 마련되어 있다. 이것에 의해서, SI 파이버(32)를, 만곡시켜 고정할 수 있다. 만곡량은 볼트(37)의 이송량에 의해서 조정할 수 있다.
또, SI 파이버(32)는, 관통공(36f, 36g)에서, 저면(36a)과 관통공(36f, 36g)에 의해서, 파이버의 지름 방향으로 이동하지 않도록 고정됨과 아울러, 관통공(36f, 36g) 사이에서 저면(36a)에 접하고 있으므로, 진동 등의 외부 응력을 받기 어렵다. 또, 복수의 볼트(37)를 측면(36d) 및 측면(36d)에 대향하는 측면(36e)에 마련하고, 이들에 의해서 SI 파이버(32)를 복수 개소에서 압압하여, 복수회 만곡시키는 구성이라도 괜찮다.
이상과 같이 구성된 레이저 장치(1A)에서는, 반도체 레이저(21)로부터 출사된 여기광(L1)은, 광 파이버(3)에 의해서 도파되고, 광학계(4)에서 집광되며, 광 공진기(5)에 입사한다. 광 공진기(5)의 레이저 매질(51)에 입사한 여기광(L1)은, 레이저 매질(51)의 레이저 활성종을 여기하고, 소정 파장의 광을 방출시킨다. 레이저 매질(51)에서 방출된 광은, 반사 미러(52, 53) 각각에서 반사하고, 반사 미러(52, 53) 사이를 왕복함으로써, 레이저 매질(51)에서 유도 방출을 일으키게 한다. 이것에 의해서, 레이저광(L2)이 광 공진기(5)로부터 출사된다.
여기광(L1)은, 광 파이버(3)에 의해서 도파될 때, 입사측의 부분을 이루는 GI 파이버(31)에서, 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 어려워 안정되기 쉽다. 또, 여기광(L1)은, SI 파이버(32)에서, 빔 프로파일이 탑 햇 형상이 되기 쉽다. 또, 상기 구성예에서는, SI 파이버(32)는, 고정구(33)에 의해서, 만곡된 상태로 고정되어 있으므로, 여기광(L1)의 빔 프로파일은, 보다 확실히 탑 햇 형상으로 되기 쉽다.
따라서, 여기광(L1)은, 출력이 안정됨과 아울러, 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 된 상태에서, 광 파이버(3)로부터 출사된다. 이러한 여기광(L1)이 레이저 매질(51)에 입사하므로, 광 공진기(5)로부터 출사되는 레이저광(L2)의 출력이 안정적이고 충분하게 된다. 여기광(L1)이 탑 햇 형상이면, 레이저 매질(51)에 복잡한 열(熱) 렌즈가 발생하기 어렵다는 점에서도, 레이저광(L2)의 출력을 충분한 것으로 하는데 있어서 유리하다. 열 렌즈가 발생하면, 예를 들면, 레이저광(L2)의 광축이 어긋나거나(지향성의 저하), 레이저광(L2)이 발산 또는 수렴하거나 하여(집광성의 저하), 레이저광(L2)의 품질이 저하하기 쉬워진다.
여기서, GI 파이버(31), 및 SI 파이버(32)의 특성에 대해 설명한다. 도 5는, 광 파이버의 형상 변화의 영향을 평가하는 평가 방법의 개략도이다. 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 릴(reel)(6) 및 지점(支点)(7, 8)을 이용하여, 광 파이버(3)를 만곡시킨 상태로 지지했다. 릴(6)로서, 직경이 300mm인 원통형 릴을 이용하여, 릴(6)의 외주면에 광 파이버(3)를 접촉시켰다. 게다가, 지점(7)과 지점(8)과의 사이의 거리 d를 68mm로 하여, 지점(7, 8)에 광 파이버(3)를 점접촉시켰다. 그리고, 지점(7, 8) 사이에서 지지되어 자중에 휜 광 파이버(3)에 대해서, 지점(7, 8)의 반대측으로부터 자중에 의한 휨과 동일한 방향으로, 가압부(9)를 이용하여 힘을 작용시켰다. 가압부(9)에 의한 응력을 단계적으로 바꾸어 펄스 에너지(PE) 및 딜레이(delay)를 평가했다. 또, 자중에 의한 휨은, 직선 배선된 경우를 기준으로 하여, 18mm(곡률 반경 322mm)이었다.
평가는, 광 파이버(3)를 GI 파이버(31)만으로 구성했을 때, 및, SI 파이버(32)만으로 구성했을 때로 각각 행했다. GI 파이버(31), SI 파이버(32) 모두, 길이가 동일하고, 또한 허용 곡률 반경이 150mm 이상인 것을 이용했다. 고정구(33)는 사용하지 않았다.
이상의 방법으로 평가한, 광 파이버의 형상 변화의 영향의 평가 결과를 표 1 및 도 6에 나타낸다. 도 6은, 표 1을 그래프화한 것이다. 표 1 중의 PE 상대치는, 허용 곡률 반경 부근인 곡률 반경 154mm일 때의 PE를 100으로 했을 때의 상대치이다. 곡률 반경은, 지점(7, 8) 사이의 거리 d와, 가압시에서의 가압부(9)의 위치로부터 개산(槪算)했다.
Figure pct00001
또, 광 파이버(3)가 자중에 의해 휜 상태에서, 반도체 레이저(21)의 온도 조정, 광 공진기(5)의 온도 조정을 최적화하고, 펄스 에너지를 평가한 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
표 1에 의하면, 파이버의 형상 변화가 곡률 반경 137mm 이상의 범위에서는, SI 파이버(32)를 이용한 경우는, GI 파이버(31)를 이용한 경우보다, 높은 펄스 에너지의 레이저광(L2)이 얻어지고 있다. 그러나, 파이버의 형상 변화가 곡률 반경 123mm 이하의 범위에서는, GI 파이버(31)를 이용한 경우는, 안정된 펄스 에너지의 레이저광(L2)이 얻어지고 있는 것에 대해서, SI 파이버(32)를 이용한 경우는, 발진이 정지하고 있다. 또, 딜레이에 대해서는, GI 파이버(31)를 이용한 경우는, SI 파이버(32)를 이용한 경우 보다도, 변화가 적게 안정된다.
즉, 외적 응력에 대한 출력 변화 특성에 관해서는, GI 파이버(31)가, SI 파이버(32)보다도 우수한 것이 밝혀졌다. 또, 표 2에 의하면, GI 파이버(31)의 펄스 에너지는, 반도체 레이저(21)의 온도 조정, 광 공진기(5)의 온도 조정을 최적화한 상태에서, SI 파이버(32)의 60% 정도이었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 레이저 장치(1A)에서는, 반도체 레이저(21)로부터 출사된 여기광(L1)이 입사시켜지는 광 입사측의 부분(입사 단면(3a)으로부터 광 파이버(3)의 소정 부위(3c)까지의 부분)의 광 파이버(3)가 GI 파이버(31)로 되어 있다. 또, 도파된 여기광(L1)을 출사하는 광 출사측의 부분(출사 단면(3b)으로부터 소정 부위(3c)까지의 부분)의 광 파이버(3)가 SI 파이버(32)로 되어 있다.
GI 파이버(31)의 길이는, 바람직하게는 SI 파이버(32)의 길이 보다도 길고, 예를 들면 15cm 이상이다. GI 파이버(31)에 의하면, 도파되는 여기광(L1)의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 어려워 안정되기 쉽다. 이 때문에, 상기한 구성예에서는, 광 파이버(3)는, 전체로서 형상 변화의 영향을 받기 어려운 부분의 길이가 길고, 도파되는 여기광(L1)의 출력이 안정되기 쉬운 것이 된다. 한편, 상기의 경우, SI 파이버(32)의 길이는 짧으며, 예를 들면 15cm 이하이다. SI 파이버(32)에 의하면, 도파되는 여기광(L1)의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받아 쉽게 안정되기 어렵지만, SI 파이버(32)의 길이가 짧기 때문에, 그 영향을 작게 억제할 수 있다.
또, SI 파이버(32)에 의하면, 광 파이버(3)로부터 출사되는 여기광(L1)의 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 이 때문에, 광 파이버(3)에 의하면, 레이저 매질(51)에 입사시켜지는 여기광(L1)은, 출력이 안정되기 쉽고 또한 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 따라서, 광 공진기(5)로부터 출사되는 레이저광(L2)의 출력도 안정된다.
또한, 레이저 장치(1A)에서는, SI 파이버(32)는, 고정구(33)에 의해서 만곡된 상태에서 고정되어 있다. 이것에 의해서, SI 파이버(32)의 부분의 길이가 짧은 경우에도, 광 파이버(3)로부터 출사되는 여기광(L1)의 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 또, SI 파이버(32)가 고정되는 것에 의해서, 도파되는 광의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 쉬워 불안정하게 되기 쉽다는 SI 파이버(32)의 문제점이 생기기 어렵다. 따라서, 이 레이저 장치(1A)에 의하면, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광(L2)을 얻을 수 있다.
또, 레이저 장치(1A)는, 반도체 레이저 장치(2)와 광 공진기(5)를 떼어 놓아 설치할 수 있으므로, 반도체 레이저(21)를 구동할 때의 열의 영향이 레이저 매질(51)에 미치는 것을 억제할 수 있다. 또한, 반도체 레이저(21)와 광 공진기(5)를 동일한 장소에 배치할 수 없는 스페이스에도 설치하기 쉽다. 게다가, 여기광(L1)을 광 파이버(3)에서 전반시키므로, 레이저광(L2)의 파장이 광 파이버(3)에서의 전반에 적합하지 않은 경우라도, 광 파이버(3)를 이용하여 레이저 장치(1A)를 구성할 수 있다.
또, 레이저 장치(1A)에서는, GI 파이버(31)의 길이가 길고, GI 파이버(31)의 부분에서 도파되는 여기광(L1)의 출력은, 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 어려워 안정되기 쉽기 때문에, 반도체 레이저 장치(2)와 광 공진기(5)와의 배치 설계의 자유도를 보다 높일 수 있다. 예를 들면, 광 파이버(3)의 대부분을 구부리지 않으면 배치할 수 없는 좁은 공간 또는 복잡한 공간이라도, SI 파이버(32)가 이용되는 광 파이버(3)의 광 출사측의 부분만을 구부리지 않도록 하면 되기 때문에, 용이하게 배치할 수 있다.
또, 레이저 장치(1A)는, GI 파이버(31)의 코어 지름을 ΦGI로 하고, GI 파이버(31)의 개구수를 NAGI로 하며, SI 파이버(32)의 코어 지름을 ΦSI로 하고, SI 파이버(32)의 개구수를 NASI로 하면, NAGI＞NASI의 경우에는 하기의 식 (1)을 만족하고, NAGI＜NASI의 경우에는 하기의 식 (2)를 만족하고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, GI 파이버(31)로부터 출사된 여기광(L1)을 SI 파이버(32)에 원리적으로는 모두 입사시킬 수 있다. 이 때문에, GI 파이버(31)와 SI 파이버(32)와의 접합 계면에서의 여기광(L1)의 전반 로스를 억제할 수 있다.
2ΦGI(NASI/NAGI)≥ΦSI≥ΦGI(NASI/NAGI) … (1)
2ΦGI≥ΦSI≥ΦGI … (2)
또, 레이저 장치(1A)에서는, 광을 출사하는 광원으로서 반도체 레이저(21)를 이용하고 있으므로, 광량의 조정이 용이하고, 바람직한 여기광(L1)이 얻어진다.
[제2 실시 형태]
도 7은, 제2 실시 형태의 레이저 장치의 구성도이다. 도 7에 나타내어지는 바와 같이, 레이저 장치(1B)는, 광 공진기(5) 대신에 광 증폭기(레이저 발진기)(11)를 구비하는 점에서, 레이저 장치(1A)와 주로 다르다. 광 증폭기(11)는, 레이저 매질(51)을 가지고 있다. 레이저 매질(51)로서는, 예를 들면, YAG(Y3Al5O12)나 YVO4 등의 레이저 매질에, 레이저 활성종으로서 네오디뮴(Nd)이 도핑된 고체 레이저 매질을 이용할 수 있다. 레이저 매질(51)에서는, 광학계(4)에 의해서 집광된 여기광(L1)과, 다른 광원(도 7 중에 모식적으로 나타내는 광원(25))으로부터 출사된 종광(種光)(L3)이 각각 입사한다. 레이저 매질(51)은, 여기광(L1)에 의해서 레이저 활성종이 여기됨과 아울러, 종광(L3)에 의해서 유도 방출을 일으켜, 종광(L3)이 증폭된다. 이것에 의해서, 광 증폭기(11)는, 레이저광(L2)을 출사한다.
이상과 같이 구성된 레이저 장치(1B)에서는, 반도체 레이저(21)로부터 출사된 여기광(L1)은, 광 파이버(3)에 의해서 도파되고, 광학계(4)에서 집광되며, 광 증폭기(11)에 입사한다. 광 증폭기(11)의 레이저 매질(51)에 입사한 여기광(L1)은, 레이저 매질(51)의 레이저 활성종을 여기한다. 레이저 매질(51)에 입사한 종광(L3)는, 레이저 매질(51)에 유도 방출을 일으켜, 증폭된다. 이것에 의해서, 레이저광(L2)이 광 증폭기(11)로부터 출사된다.
여기광(L1)은, 레이저 장치(1A)의 경우와 마찬가지로, 출력이 안정됨과 아울러, 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 된 상태에서, 광 파이버(3)로부터 출사된다. 이러한 여기광(L1)이 레이저 매질(51)에 입사하므로, 광 증폭기(11)로부터 출사되는 레이저광(L2)의 출력이 안정적이고 충분하게 된다. 여기광(L1)이 탑 햇 형상이면, 레이저 매질(51)에 복잡한 열 렌즈가 발생하기 어렵다는 점에서도, 레이저광(L2)의 출력을 충분한 것으로 하는데 있어서 유리하다.
이상 설명한 바와 같이, 이 레이저 장치(1B)는, 레이저 장치(1A)와 마찬가지로, 광 입사측의 부분(입사 단면(3a)으로부터 광 파이버(3)의 소정 부위(3c)까지의 부분)의 광 파이버(3)가 GI 파이버(31)로 이루어지며, 도파된 여기광(L1)을 출사하는 광 출사측의 부분(출사 단면(3b)으로부터 소정 부위(3c)까지의 부분)의 광 파이버(3)가 SI 파이버(32)로 이루어지는 광 파이버(3)를 구비하고 있다. 광 파이버(3)에 의하면, 레이저 매질(51)에 입사시켜지는 여기광(L1)은, 출력이 안정되기 쉽고 또한 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 이 때문에, 광 증폭기(11)로부터 출사되는 레이저광(L2)의 출력도 안정적이고 충분하게 된다. 따라서, 이 레이저 장치(1B)에 의하면, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광(L2)을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 광 파이버(3)로부터 출사된 광이, 종광(L3)으로서 광 증폭기(11)의 레이저 매질(51)에 입사시켜지는 구성으로 해도 좋다. 광 파이버(3)로부터 출사된 광을 종광(L3)으로서 이용한 경우, 종광(L3)의 출력이 안정되기 쉽기 때문에, 레이저 장치(1B)로부터 출사되는 레이저광(L2)의 출력도 안정되기 쉽다. 게다가, 탑 햇 형상의 레이저광(L2)이 얻어지기 쉽기 때문에, 예를 들면, 레이저광(L2)을 미러에 입사시키는 경우에, 탑 햇 형상에 의하면, 미러의 일부에 레이저광(L2)의 에너지가 집중하지 않고, 미러가 파손되기 어렵다. 따라서, 레이저광(L2)의 고출력화를 도모하기 쉽고, 레이저 가공 등의 레이저광의 고출력화가 요구되는 분야에 이용할 수 있다.
또, 광 증폭기(11)의 레이저 매질(51)에 입사시켜지는 여기광(L1), 및 종광(L3) 양쪽 모두에 대해서, 광 파이버(3)로부터 출사된 광을 이용하도록 해도 괜찮다. 이것에 의해서, 레이저 장치(1B)로부터 출사되는 레이저광(L2)의 출력이 보다 안정적이고 충분한 것이 되기 쉽다.
또, 광 증폭기(11)의 레이저 매질(51)의 복수 개소에 여기광(L1)을 입사시키도록 해도 괜찮다. 이것에 의해서, 레이저 매질(51)에 열 렌즈가 발생하기 어렵게된다. 도 7에서는 간단하기 때문에 1개소에 여기광(L1)을 입사시키는 구성을 설명했지만, 열 분포의 발생을 막기 위해서 복수 개소에 여기광(L1)을 입사시키는 구성이 일반적이다.
또, 도 7에서는 광 증폭기(11)의 레이저 매질(51)의 측면에 여기광(L1)을 입사시키는 측면 여기형에 대해 설명했지만, 레이저 매질(51)의 단면(端面)에 여기광(L1)을 입사시키는 단면 여기형으로 해도 좋다. 레이저 매질(51)의 양단면에 여기광(L1)을 입사시키도록 해도 괜찮다.
상기 실시 형태에 의한 레이저 장치에서는, 광을 출사하는 광원과, 광원으로부터 출사된 광이 입사시켜지며, 해당 광을 도파하여 출사하는 광 파이버와, 광 파이버로부터 출사된 광이 입사시켜지는 레이저 매질을 가지고, 레이저광을 출사하는 레이저 발진기를 구비하며, 광 파이버는, 광 입사측의 부분을 이루는 GI 파이버와, GI 파이버에 접합되고, 광 출사측의 부분을 이루는 SI 파이버를 가지는 구성으로 하고 있다.
상기 구성의 레이저 장치에서는, GI 파이버의 길이는, SI 파이버의 길이 보다도 긴 구성으로 해도 좋다. 이 경우, GI 파이버의 부분이 길고, 이 부분에서 도파되는 광의 출력이 파이버의 형상 변화의 영향을 받기 어려워 안정되기 쉽기 때문에, 광원과 레이저 발진기와의 배치 설계의 자유도를 높일 수 있다.
상기 구성의 레이저 장치에서는, SI 파이버는, 만곡된 상태에서 고정되어 있는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, SI 파이버의 부분의 길이가 짧은 경우에도, 광 파이버로부터 출사되는 광의 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다.
상기 구성의 레이저 장치는, GI 파이버의 코어 지름을 ΦGI로 하고, GI 파이버의 개구수를 NAGI로 하며, SI 파이버의 코어 지름을 ΦSI로 하고, SI 파이버의 개구수를 NASI로 하면, NAGI＞NASI의 경우에는 하기의 식 (1)을 만족하고, NAGI＜NASI의 경우에는 하기의 식 (2)를 만족하는 구성으로 해도 좋다.
2ΦGI(NASI/NAGI)≥ΦSI≥ΦGI(NASI/NAGI) … (1)
2ΦGI≥ΦSI≥ΦGI … (2)
이것에 의하면, GI 파이버로부터 출사된 광을 SI 파이버에 효율 좋게 입사 시킬 수 있다. 이 때문에, GI 파이버와 SI 파이버와의 접합 계면에서의 광의 전반 로스를 억제할 수 있다.
상기 구성의 레이저 장치에서는, 광원은, 반도체 레이저인 구성으로 해도 좋다. 이러한 광원은, 레이저 발진기의 여기광이나 종광의 광원으로서 바람직하다.
상기 구성의 레이저 장치에서는, 레이저 발진기는, 광 파이버로부터 출사된 광이 여기광으로서 레이저 매질에 입사시켜지는 광 공진기인 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 레이저 매질에 입사시켜지는 여기광은, 출력이 안정되기 쉽고 또한 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 이러한 여기광을 이용하므로, 광 공진기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 안정되기 쉽고 또한 충분한 것이 되기 쉽다.
상기 구성의 레이저 장치에서는, 레이저 발진기는, 광 파이버로부터 출사된 광이 여기광으로서 레이저 매질에 입사시켜지는 광 증폭기인 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 레이저 매질에 입사시켜지는 여기광은, 출력이 안정되기 쉽고 또한 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 이러한 여기광을 이용하므로, 광 증폭기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 안정되기 쉽고 또한 충분한 것이 되기 쉽다.
상기 구성의 레이저 장치에서는, 레이저 발진기는, 광 파이버로부터 출사된 광이 종광으로서 레이저 매질에 입사시켜지는 광 증폭기인 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 레이저 매질에 입사시켜지는 종광은, 출력이 안정되기 쉽고 또한 빔 프로파일이 탑 햇 형상으로 되기 쉽다. 이러한 종광을 이용하므로, 광 증폭기로부터 출사되는 레이저광의 출력이 안정되기 쉽고 또한 충분한 것이 되기 쉽다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 안정적이고 충분한 출력의 레이저광을 얻을 수 있는 레이저 장치로서 이용 가능하다.
1A, 1B - 레이저 장치 2 - 반도체 레이저 장치
21 - 반도체 레이저 3 - 광 파이버
3A - 입사 단면 3B - 출사 단면
3c - 소정 부위 31 - GI 파이버
32 - SI 파이버 33 - 고정구
4 - 광학계 5 - 광 공진기
11 - 광 증폭기 51 - 레이저 매질
52 - 전반사 미러 53 - 부분 반사 미러
L1 - 여기광 L2 - 레이저광
L3 - 종광

Claims (8)

  1. 광을 출사하는 광원과,
    상기 광원으로부터 출사된 상기 광이 입사시켜지며, 해당 광을 도파하여 출사하는 광 파이버와,
    상기 광 파이버로부터 출사된 상기 광이 입사시켜지는 레이저 매질을 가지며, 레이저광을 출사하는 레이저 발진기를 구비하며,
    상기 광 파이버는,
    광 입사측의 부분을 이루는 GI 파이버와,
    상기 GI 파이버에 접합되며, 광 출사측의 부분을 이루는 SI 파이버를 가지는 레이저 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 GI 파이버의 길이는, 상기 SI 파이버의 길이 보다도 긴 레이저 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 SI 파이버는, 만곡된 상태에서 고정되어 있는 레이저 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 GI 파이버의 코어 지름을 ΦGI로 하고, 상기 GI 파이버의 개구수를 NAGI로 하며, 상기 SI 파이버의 코어 지름을 ΦSI로 하고, 상기 SI 파이버의 개구수를 NASI로 하면, NAGI＞NASI의 경우에는 하기의 식 (1)을 만족하고, NAGI＜NASI의 경우에는 하기의 식 (2)를 만족하는 레이저 장치.
    2ΦGI(NASI/NAGI)≥ΦSI≥ΦGI(NASI/NAGI) … (1)
    2ΦGI≥ΦSI≥ΦGI … (2)
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원은, 반도체 레이저인 레이저 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 발진기는, 상기 광 파이버로부터 출사된 상기 광이 여기광(勵起光)으로서 상기 레이저 매질에 입사시켜지는 광 공진기인 레이저 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 발진기는, 상기 광 파이버로부터 출사된 상기 광이 여기광으로서 상기 레이저 매질에 입사시켜지는 광 증폭기인 레이저 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 발진기는, 상기 광 파이버로부터 출사된 상기 광이 종광(種光)으로서 상기 레이저 매질에 입사시켜지는 광 증폭기인 레이저 장치.
KR1020167010616A 2013-09-30 2014-09-22 레이저 장치 KR20160065129A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013203675A JP6132733B2 (ja) 2013-09-30 2013-09-30 レーザ装置
JPJP-P-2013-203675 2013-09-30
PCT/JP2014/075120 WO2015046160A1 (ja) 2013-09-30 2014-09-22 レーザ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160065129A true KR20160065129A (ko) 2016-06-08

Family

ID=52743296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167010616A KR20160065129A (ko) 2013-09-30 2014-09-22 레이저 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160218480A1 (ko)
JP (1) JP6132733B2 (ko)
KR (1) KR20160065129A (ko)
CN (1) CN105580221A (ko)
DE (1) DE112014004501T5 (ko)
WO (1) WO2015046160A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7015989B2 (ja) * 2017-11-20 2022-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光伝送装置
US10998689B2 (en) * 2018-01-19 2021-05-04 Shailendhar Saraf Systems, apparatus, and methods for producing ultra stable, single-frequency, single-transverse-mode coherent light in solid-state lasers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106665A (ja) 1993-10-08 1995-04-21 Terumo Corp 固体レーザ装置
JP2011127529A (ja) 2009-12-18 2011-06-30 National Institutes Of Natural Sciences 半導体レーザー励起によるエンジン点火用固体レーザー装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4361760A (en) * 1980-10-29 1982-11-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Two-degree-of-freedom gyro with radiant energy pickoffs
US4854706A (en) * 1987-07-27 1989-08-08 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Modal domain optical fiber sensors
JPH0797676B2 (ja) * 1990-05-22 1995-10-18 新日本製鐵株式会社 固体レーザー装置
JPH0475794A (ja) * 1990-07-16 1992-03-10 Hitachi Constr Mach Co Ltd レーザ加工装置の出力ビームモード安定化光ファイバ
JP2003112281A (ja) * 2001-09-28 2003-04-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ加工装置とこれを用いた生産設備
US6810175B1 (en) * 2002-04-22 2004-10-26 Terabeam Corporation Off-axis mode scrambler
JP2004134660A (ja) * 2002-10-11 2004-04-30 Furukawa Electric Co Ltd:The 光増幅伝送システム
JP2007163940A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Mitsubishi Electric Corp 光結合装置
US20080240653A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Jonathan Paul King Optical coupler including mode-mixing
CN101277153A (zh) * 2007-03-27 2008-10-01 菲尼萨公司 包括模式混合的光耦合器
JP2010036189A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Miyachi Technos Corp レーザ加工装置
CN201270374Y (zh) * 2008-08-08 2009-07-08 镭射沃激光科技(深圳)有限公司 一种半导体光纤耦合泵浦的红外固体激光器
JPWO2011115275A1 (ja) * 2010-03-19 2013-07-04 株式会社フジクラ 光ファイバ増幅器、及び、それを用いたファイバレーザ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106665A (ja) 1993-10-08 1995-04-21 Terumo Corp 固体レーザ装置
JP2011127529A (ja) 2009-12-18 2011-06-30 National Institutes Of Natural Sciences 半導体レーザー励起によるエンジン点火用固体レーザー装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
비특허 문헌 1 : A. Agnesi, E. Piccinini, G.C. Reali, and C. Solcia, "Efficient all-solid-state tunable source based on a passively Q-switched high-power Nd:YAG laser", Appl. Phys. B 65, pp.303-305 (1997)
비특허 문헌 2 : H. Sakai, H. Kan, and T. Taira, ">1MW peak power single-mode high-brightness passively Q-switched Nd3+:YAG microchip laser", Opt. Express Vol.16 No.24, pp.19891-19899 (2008)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015070131A (ja) 2015-04-13
DE112014004501T5 (de) 2016-07-21
WO2015046160A1 (ja) 2015-04-02
US20160218480A1 (en) 2016-07-28
CN105580221A (zh) 2016-05-11
JP6132733B2 (ja) 2017-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3578970B2 (ja) 高出力ファイバリボンレーザー及び増幅器
JP5621318B2 (ja) 半導体レーザモジュールおよびこれを用いたファイバレーザ
KR20100048689A (ko) 광 커플러 및 이를 포함하는 광섬유 레이저 시스템
TW200947002A (en) Gratings at optical fiber side and coupling apparatus using the same
US7283293B2 (en) High efficiency optical amplifying fiber
US9529148B2 (en) Optical fiber and fiber laser device using same
WO2016080252A1 (ja) 外部共振器型半導体レーザ
US7251259B2 (en) Wavelength locked fiber-coupled diode-laser bar
US7769058B2 (en) Optical fiber laser
KR20160065129A (ko) 레이저 장치
KR20110062946A (ko) 레이저 발생기
US8442089B2 (en) Laser device
US10116113B2 (en) Planar waveguide laser apparatus
WO2020203136A1 (ja) ファイバレーザ装置
JP7213499B2 (ja) 光結合器
JP2015070131A5 (ko)
JP4969840B2 (ja) 光ファイバ構造体および光学装置
KR102027376B1 (ko) 광 공진기
CN109407440B (zh) 一种基于大模场光纤的单模高功率放大装置
KR101889293B1 (ko) 광 공진기
US20020122448A1 (en) Pumped laser and optimised lasing medium
US11289872B2 (en) Planar waveguide and laser amplifier
JP2007156097A (ja) 光ファイバ構造体および光学装置
JP2010177314A (ja) ダブルクラッドファイバ、ファイバレーザ装置及び光増幅器
JP2007158012A (ja) 励起光導入部材、光ファイバ構造体および光学装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid