TWI547048B - Laser device - Google Patents

Laser device Download PDF

Info

Publication number
TWI547048B
TWI547048B TW101102162A TW101102162A TWI547048B TW I547048 B TWI547048 B TW I547048B TW 101102162 A TW101102162 A TW 101102162A TW 101102162 A TW101102162 A TW 101102162A TW I547048 B TWI547048 B TW I547048B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fiber amplifier
optical fiber
signal
light
gain
Prior art date
Application number
TW101102162A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201240251A (en
Inventor
德久章
稻葉直人
Original Assignee
尼康股份有限公司
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 尼康股份有限公司 filed Critical 尼康股份有限公司
Publication of TW201240251A publication Critical patent/TW201240251A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI547048B publication Critical patent/TWI547048B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01S3/0912—Electronics or drivers for the pump source, i.e. details of drivers or circuitry specific for laser pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/564—Power control
    • 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
    • H01S2301/02—ASE (amplified spontaneous emission), noise; Reduction thereof
    • 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
    • H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
    • 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
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • 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
    • H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10015—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by monitoring or controlling, e.g. attenuating, the input signal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

雷射裝置
本發明係關於將訊號光藉由光纖放大器放大並輸出之雷射裝置。
將訊號光藉由光纖放大器放大並輸出之雷射裝置，例如係作為顯微鏡或形狀測定裝置、曝光裝置等之光源被廣泛使用。雷射裝置之輸出波長視所組裝之裝置之用途及功能來設定，使用摻雜有與該輸出波長對應之激發介質之光纖放大器。作為光纖放大器，例如已知於石英系光纖摻雜有鉺(Er)之摻鉺光纖放大器(EDFA)、摻雜有鐿(Er)之摻鐿光纖放大器(YDFA)等(參照專利文獻1、專利文獻2)。
專利文獻1：日本特開2000-200747號公報
專利文獻2：日本特開2002-050815號公報
光纖放大器具有與摻雜於纖芯之雷射介質對應之放大特性。例如YDFA(摻鐿光纖放大器)之放大頻帶主要為1030～1100nm。在欲藉由YDFA使與Nd-YAG雷射之振盪波長相同之1064nm之放大光輸出時，亦產生波長1030nm附近之寄生振盪。其原因在於，YDFA之增益分布在短波長側增益較高，在長波長側增益較低，相較於波長λ=1064nm，λ=1030nm之增益顯著較高。
此結果，在有例如雷射光源之損傷等時，若在YDFA被激發之狀態下射入光纖放大器之訊號光之強度大幅降低或訊號光之強度變為0，則鐿之反轉分布密度會急遽上升使放大器之增益異常地增大，而在波長1030nm附近振盪。此結果，有可能會對光纖放大器本身或周邊之光學元件造成損傷。
又，例如，因於纖維之射出入面或對從光纖放大器射出之光進行波長轉換之波長轉換光學元件等之射出入面等有髒污等，而於處於激發狀態之YDFA之放大部以外之場所有某種反射體時，亦有藉由自然放出而產生之1030nm附近之自然放出光(ASE光：Amplified Spontaneous Emission)反射而返回光纖放大器內部，使此振盪之情形。此情形亦與上述同樣地，在纖維內傳遞之放大光及射出之輸出光成為高輸出，有可能會對光纖放大器本身或周邊之光學元件造成損傷。
又，例如，因於光纖放大器之射出入面或對從光纖放大器射出之光進行波長轉換之波長轉換光學元件等之射出入面等有髒污等，而在於光纖放大器之放大部外有某種反射體之狀態下YDFA被激發時，有ASE光反射而返回纖維內，使此振盪之情形。此結果，有可能會對光纖放大器本身或周邊之光學元件造成損傷。
本發明有鑑於上述情事，其目的在提供能防止光纖放大器之非意圖之振盪於未然之雷射裝置。
例示本發明之第1態樣，為一種雷射裝置，其特徵在於，具備：光纖放大器，在包含訊號光之波長頻帶具有增益，將訊號光放大射出；訊號光檢測器，檢測出傳遞至光纖放大器之訊號光；以及控制部，控制用以激發光纖放大器之激發電力；控制部在藉由訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時，抑制供應至光纖放大器之激發電力。
第1態樣中，較佳構成為，既定訊號基準值，係根據隨著傳遞至光纖放大器之訊號光強度降低而上升之光纖放大器之增益分布中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之訊號光強度來設定。又，較佳構成為，在藉由訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下後至激發電力被抑制為止之時間，係根據隨著射入光纖放大器之訊號光強度降低而上升之光纖放大器之增益分布中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。
又，較佳構成為，具備ASE光檢測器，係檢測出從前述光纖放大器射出之光纖放大器之增益分布中增益較訊號光高之波長之光，前述控制部，在藉由ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時，抑制激發電力。
此時，較佳構成為，既定ASE基準值，係根據光纖放大器中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之自然放出光強度來設定。又，較佳構成為，在藉由ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上後至激發電力被抑制為止之時間，係根據光纖放大器中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。又，較佳構成為，ASE光檢測器，設於光纖放大器之訊號光射入側，以檢測出在光纖放大器中朝向射入側之後方傳遞自然放出光。
例示本發明之第2態樣之雷射裝置，其特徵在於，具備：光纖放大器，在包含訊號光之波長頻帶具有增益，將訊號光放大射出；ASE光檢測器，檢測出從光纖放大器射出之光纖放大器之增益分布中增益較訊號光高之波長之光；以及控制部，控制光纖放大器之激發電力；控制部，在藉由ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時，抑制用以激發前述光纖放大器之激發電力。
第2態樣中，較佳構成為，既定ASE基準值，係根據光纖放大器中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之自然放出光強度來設定。又，較佳構成為，在藉由ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上後至激發電力被抑制為止之時間，係根據光纖放大器中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。又，較佳構成為，ASE光檢測器，設於光纖放大器之訊號光射入側，以檢測出在光纖放大器中朝向射入側之後方傳遞自然放出光。
又，較佳構成為，具備訊號光檢測器，檢測出傳遞至光纖放大器之訊號光，控制部，在藉由訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時，抑制激發電力。
此時，較佳構成為，既定訊號基準值，係根據隨著射入光纖放大器之訊號光強度降低而上升之光纖放大器之增益分布中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之訊號光強度來設定。又，較佳構成為，在藉由訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下後至激發電力被抑制為止之時間，係根據隨著射入光纖放大器之訊號光強度降低而上升之光纖放大器之增益分布中增益較訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。
此外，第2態樣之雷射裝置，亦能構成為，將ASE光檢測器設於光纖放大器之訊號光射入側，以檢測出在光纖放大器中朝向射入側之後方傳遞自然放出光。
又，第1及第2態樣之雷射裝置，最好構成為，於光纖放大器之射入側設有具有四個端口之光纖耦合器，連接訊號光、光纖放大器、訊號光檢測器、以及ASE光檢測器。
第1及第2態樣之雷射裝置，最好構成為，光纖放大器係以鐿為雷射介質之摻鐿光纖放大器，訊號光之波長為1.06μm帶。
根據本發明之第1態樣之雷射裝置，在射入光纖放大器之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時，抑制激發電力，削減光纖放大器之增益。因此，能提供可防止因訊號光之射入狀態導致之光纖放大器之未意圖之振盪之雷射裝置。
根據具備ASE檢測器之第1態樣之雷射裝置，在以光纖放大器產生之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時亦抑制激發電力，削減光纖放大器之增益。因此，能提供可防止因自然放出光導致之光纖放大器之未意圖之振盪之雷射裝置。
根據本發明之第2態樣之雷射裝置，係在以光纖放大器產生之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時抑制激發電力，削減光纖放大器之增益。因此，能提供可防止因自然放出光導致之光纖放大器之未意圖之振盪之雷射裝置。
根據具備訊號光檢測器之第2態樣之雷射裝置，在射入光纖放大器之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時亦抑制激發電力，削減光纖放大器之增益。因此，能提供可防止因訊號光之射入狀態導致之光纖放大器之未意圖之振盪之雷射裝置。
[第1形態]
參照圖式說明用以實施本發明之第1形態。圖1係顯示本發明之第1態樣之第1構成形態之雷射裝置1之概要構成圖。雷射裝置1具備產生訊號光之訊號光產生部10、將藉由訊號光產生部10產生之訊號光放大並射出之放大部20、以及控制訊號光產生部10及放大部20之作動之控制裝置40。
訊號光產生部10係產生以放大部20放大之訊號光之部位，具備半導體雷射或固體雷射、纖維雷射等雷射光源11。圖1係顯示使用DFB半導體雷射作為雷射光源11且合併設有電氣光學調變元件(EOM)或音響光學調變元件(AOM)、半導體光放大器(SOA)等外部調變器15之構成。DFB半導體雷射能以CW及脈衝使振盪，且藉由控制電流波形以高速控制輸出光之脈衝波形，且能藉由溫度控制使在既定波長範圍內窄頻帶化之單一波長之脈衝光輸出。
本構成形態，係顯示從雷射光源11使在波長1064nm反覆頻率2MHz、ON時間為10nsec程度之脈衝光射出，藉由外部調變器15擷取出1～2nsec而輸出ON時間較短之脈衝光之構成例。如上述，若使用外部調變器15，能抑制直接使雷射光源11脈衝振盪時產生之頻率調變(Chirp)而使接近傅立葉極限之脈衝光產生。藉此，能從訊號光產生部10輸出窄頻帶之單色性極高之脈衝之訊號光。在訊號光產生部10產生之訊號光Ls係經由隔離器17射入放大部20。
放大部20係以將訊號光Ls放大之光纖放大器21為主體構成。可非常合適地使用於1030～1100nm之波長頻帶具有增益之摻鐿光纖放大器(YDFA)作為將波長1064nm之訊號光放大之光纖放大器。光纖放大器21係由於纖心摻雜有鐿(Yb)之光纖22、使Yb激發之泵激光源23、以及控制供應至泵激光源23之激發電力之控制部25等構成。
本構成形態中，係使用雙包層構造之纖維作為光纖22，經由泵合束器(Pump Combiner)24使從訊號光產生部10輸出之訊號光Ls射入纖心，使從泵激光源23輸出之波長976nm之激發光射入第1包層。於控制部25設有產生激發電力之電流源26與將所產生之激發電力之往泵激光源23之供應高速截斷之電力截斷器55。此外，亦可使用單包層構造之纖維作為光纖22，亦可將複數個光纖放大器串聯或並聯而構成放大部20。
控制裝置40係控制訊號光產生部10及放大部20之作動，使在訊號光產生部10產生而在放大部20放大至數W～數十W程度之功率之訊號光(為了說明方便稱之為放大光)La從雷射裝置1輸出。
在如上述構成之雷射裝置1中，設有可防止光纖放大器21引起未意圖之振盪於未然之意外振盪防止裝置50(50A)。第1構成形態之意外振盪防止裝置50A具備檢測出射入光纖放大器21之訊號光Ls之訊號光檢測器51與設於控制部25之電力截斷器55而構成。
訊號光檢測器51設於從雷射光源11與光纖放大器21間分歧之光路上，例如經由將訊號光反射1～數%程度之局部反射鏡53或使訊號光之1～數%程度分歧之熔融延伸型之分歧耦合器等使從訊號光產生部10射出之訊號光Ls之一部分被輸入。訊號光檢測器51係具有MHz等級或其以上之頻帶之高速紅外光感測器，能使用例如利用了InGaAs光二極體之感測器。訊號光檢測器51之檢測訊號被輸入控制部25。
控制部25在藉由訊號光檢測器51檢測出之訊號光Ls之強度成為既定訊號基準值以下時，即對電力截斷器55輸出抑制對泵激光源23之電力供應之指令訊號，而抑制從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。
上述「訊號基準值」，係根據光纖放大器21在激發狀態下射入光纖22之訊號光Ls強度降低時隨著於此而上升之波長1030nm頻帶之增益大小來設定。
亦即，在光纖放大器21為激發狀態時，若射入光纖22之訊號光Ls強度降低，則隨著訊號光強度之降低使Yb之反轉分布率上升，增益分布整體上升至增益高之狀態。此時，在增益分布中相較於波長1064nm，波長1030nm帶之增益較高，其結果，在已上升之波長1030nm之增益超過發振臨限值(亦即，波長1030nm之單向增益超過光纖放大器21之反射減弱量)後，於光纖放大器21中在1030nm振盪雷射。
「訊號基準值」係根據隨著射入光纖放大器21之訊號光Ls強度降低而上升之增益分布中1030nm帶之增益成為與振盪臨限值相等時之訊號光強度來設定。例如，設定為與訊號光Ls強度同等或增加了既定裕度後之值以上。訊號基準值設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
在藉由訊號光檢測器51檢測出之訊號光Ls強度成為訊號基準值以下後至藉由電力截斷器55實質上截斷激發電力為止之時間，係根據隨著射入光纖放大器21之訊號光Ls強度降低而上升之增益分布中1030nm帶之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定，設定為與該時間同等以下、例如零～該時間之數十分之一以內。所設定之時間，設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
作為具體例，圖2顯示射入光纖放大器21之訊號光Ls之功率以0.5W、泵激光源23之激發光之功率以120W作動之狀態下對光纖放大器21之訊號光Ls之射入突然中斷時之波長1030nm帶之增益之時間變化之模擬結果。圖2之橫軸為訊號光Ls之射入中斷時起之經過時間、縱軸為波長1030nm之光之增益。此外，光纖放大器21，長度3m、纖心徑25μm、包層徑250μm，添加於纖心之Yb之濃度為6.9×1025/m3。
若在訊號光Ls中斷後激發光亦持續射入光纖放大器21，則Yb之反轉分布率會急劇增高，波長1030nm之增益g隨著時間經過在指數上會增大。發振臨限值取決於殘存於光纖放大器21之反射光量等，成為依光纖放大器之構成而不同之值。若光纖放大器21之反射減弱量為-50dB，則單向增益超過50dB時係在1030nm振盪。從圖2可知係從訊號光Ls中斷之時點起約10μsec達到振盪。
至光纖放大器21之單向增益超過反射減弱量為止之時間由於與激發光之功率大致成反比，因此在激發光之功率較大時即會以較短之時間達到振盪，在激發光之功率較小時即會花費較長之時間達到振盪。只要在從訊號光Ls之射入功率大幅減少時起6～8μsec程度以內實質地截斷激發電力，即能抑制反轉分布之增大，抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。
意外振盪防止裝置50中，在從訊號光檢測器51輸入之檢測訊號成為訊號基準值以下時，控制部25即對電力截斷器55輸出抑制截斷電力供應之指令訊號，而在數μsec截斷從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。作為具體例，係例示在從訊號光檢測器51輸入之檢測訊號中，在相當於光脈衝2～6脈衝量之1～3μsec之時間(例如相當於4脈衝量之2μsec之時間)未檢測出訊號光Ls時，則即時截斷對泵激光源23之激發電力之供應之構成。
圖3係顯示觀察藉由意外振盪防止裝置對激發電流之截斷狀況之實驗結果。圖3中之橫軸為時間(1μsec/div)，縱軸為激發電力及訊號光Ls之光強度。本實施例中，在確認了於相當於光脈衝4脈衝量之2μsec之期間中斷後截斷對泵激光源23之激發電力，電力截斷器55截斷激發電力所需之時間未滿1μsec。
具備意外振盪防止裝置50之雷射裝置1中，在光纖放大器21呈激發狀態下訊號光Ls之射入功率大幅減少時，在波長1030nm之增益上升至發振臨限值為止以前激發電力係實質上被截斷，而能抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。根據本構成形態，光纖放大器21在激發狀態下雷射光源11成為關閉之情形，進而例如因雷射光源11或外部調變器15之破損或斷線、對雷射光源11與光纖放大器21間之光路上有異物進入或光纖22之導入部之斷線等而產生訊號光Ls之截斷之情形，均能防止光纖放大器21引起未意圖之振盪，其結果能防止構成構件損傷等於未然。
參照圖4說明第2構成形態之意外振盪防止裝置50(50B)。圖4係顯示包含意外振盪防止裝置50B之雷射裝置2整體之概要構成。對與雷射裝置1相同之構成部分賦予相同編號，省略重複說明。第2構成形態之意外振盪防止裝置50B係於第1構成形態之意外振盪防止裝置50A進一步具備檢測出從光纖放大器21射出之波長1030nm帶之光之ASE光檢測器52而構成。
圖4之雷射裝置2中，於雷射光源11與光纖放大器21之間設有如圖5所示之4端口之2×2之熔融延伸型之光纖耦合器54，於各端口結合有訊號光Ls、光纖放大器21、前述之訊號光檢測器51、以及ASE光檢測器52。光纖耦合器54例如能構成為分歧比為99：1，使從訊號光產生部10側射入之訊號光Ls之1%於訊號光檢測器51分歧，使在光纖放大器21產生而往射入側行進之後方傳遞自然放出光(Backward ASE光)之1%於ASE光檢測器52分歧。圖5係例示設有僅使波長1030nm帶之後方傳遞自然放出光透射之帶通濾波器BPF之構成。
此外，亦可取代上述光纖耦合器54，使用針對波長1064nm之光使99%透射(1%反射)且針對波長1030nm帶之光則使之全反射之波長選擇性之局部反射鏡，使從訊號光產生部10側射入並反射之波長1064nm之反射光射入訊號光檢測器51，使從放大部20側射入並反射波長1030nm帶之ASE光射入ASE光檢測器52。或者，亦可如圖6所示，構成為將針對波長1064nm之光使99%透射(1%反射)之局部反射鏡541與使波長1064nm之光透射且使波長1030nm帶之光反射之分光鏡542組合構成，並於兩者之間設置遮斷波長1030nm帶之光之隔離器545。
ASE光檢測器52係具有MHz等級或其以上之頻帶之高速紅外光感測器，能使用例如利用了InGaAs光二極體之感測器。訊號光檢測器51之檢測訊號及ASE光檢測器52之檢測訊號被輸入控制部25。此外，基於訊號光檢測器51之檢測訊號之控制部25之作用由於如同第1構成形態之意外振盪防止裝置50A之說明中所詳述者，因此省略重複說明。以下，說明基於ASE光檢測器52之檢測訊號之控制部25之作用。
控制部25在藉由ASE光檢測器52檢測出之ASE光之強度成為既定ASE基準值以上時，即對電力截斷器55輸出抑制電力供應之指令訊號，而截斷從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。
「ASE基準值」，係根據光纖放大器21中之1030nm帶之光之增益成為與發振臨限值相等時之後方傳遞ASE光之強度來設定。如前所述，由於在Yb之增益分布中相較於波長1064nm，波長1030nm帶之增益較高，因此在光纖放大器21為激發狀態下訊號光Ls之射入中斷或於光纖放大器21外部有某種反射體時，藉由自然放出而放射之1030nm附近之ASE光係在此等反射體反射使往放大器之回饋等級變高。其結果，使ASE光之功率等級增大。光纖放大器21外部之反射體，可舉出例如光纖22之射出入面或對從光纖放大器21射出之放大光進行波長轉換之波長轉換光學元件等之射出入面等之髒污等。此種情形下，就實效而言光纖放大器之反射減弱量會增加而發振臨限值下降。接著，在波長1030nm之增益超過發振臨限值後，於光纖放大器21中在1030nm振盪雷射。
「ASE基準值」係根據光纖放大器21中之1030nm帶之光之增益成為與發振臨限值相等時之後方傳遞ASE光之強度來設定，係設定為與此時之後方傳遞ASE光之強度同等以下、例如1/10～1/100程度。
在藉由ASE光檢測器52檢測出之後方傳遞ASE光強度成為ASE基準值以上後至藉由電力截斷器55實質上截斷激發電力為止之時間，係根據波長1030nm帶之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定，設定為與該時間同等以下、例如數分之一程度。ASE基準值，設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
圖2顯示在光纖放大器21為激發狀態下訊號光Ls之射入突然中斷時之波長1030nm帶之增益之時間變化之模擬結果。如圖2所示，在訊號光Ls中斷後Yb之反轉分布率急劇增高，波長1030nm之增益g隨著時間經過在指數上會增大。訊號光Ls中斷後至達到振盪為止之時間，在光纖放大器21之反射減弱量為-50dB時，則約10μsec。
將ASE基準值設為波長1030nm帶之光之增益成為與發振臨限值相等時之後方傳遞ASE光強度之1/50程度時，超過該ASE光強度後至達到振盪為止之時間為大概5μsec程度。因此，只要在後方傳遞ASE光之強度成為ASE基準值以上時起2～4μsec程度以內實質地截斷激發電力，即能抑制反轉分布之增大，抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。至截斷激發電力為止之時間，設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
雷射裝置2中，在從ASE光檢測器52輸入之檢測訊號成為ASE基準值以上時，控制部25即對電力截斷器55輸出抑制電力供應之指令訊號，而即時截斷從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。至根據指令訊號由電力截斷器55抑制激發電力為止所需之時間未滿1μsec。藉此，在波長1030nm之增益上升至發振臨限值為止以前激發電力係實質上被截斷，而能抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。
根據具備意外振盪防止裝置50B之雷射裝置2，除了前述之具備意外振盪防止裝置50A之情形之效果外，即使在有光纖22之射出入面或後段之波長轉換光學元件之射出入面之髒污或雜質附著之情形、或有從加工對象物等反射之自然放出返回光之情形，均能防止因光纖放大器21引起未意圖之振盪導致其構成構件損傷等於未然。再者，藉由於光纖放大器21之射入側設有光纖耦合器54與訊號光檢測器51與ASE光檢測器52之簡明之構成，能提供安全性及長期可靠性高之雷射裝置。
以上說明中，雖例示了藉由設於泵激光源23與電流源26間之電力截斷器55抑制對泵激光源23之供應電力之構成，但亦可構成為使電流源26本身關閉。又，雖例示了訊號光Ls之波長為1060nm帶，使用摻鐿光纖放大器(YDFA)作為光纖放大器21之構成，但訊號光之波長亦可係其他頻帶，光纖放大器亦可係摻雜有其他雷射介質者、例如摻鉺光纖放大器(EDFA)等。
[第2形態]
參照圖7說明用以實施本發明之第2形態。圖7係顯示適用本發明之第3構成形態之雷射裝置3之概要構成圖。雷射裝置3具備產生訊號光之訊號光產生部10、將藉由訊號光產生部10產生之訊號光放大並射出之放大部20、以及控制訊號光產生部10及放大部20之作動之控制裝置40。
訊號光產生部10係產生以放大部20放大之訊號光之部位，具備半導體雷射或固體雷射、纖維雷射等雷射光源11。圖7係顯示使用DFB半導體雷射作為雷射光源11且合併設有電氣光學調變元件(EOM)或音響光學調變元件(AOM)、半導體光放大器(SOA)等外部調變器15之構成。DFB半導體雷射能以CW及脈衝使振盪，且藉由控制電流波形以高速控制輸出光之脈衝波形，且能藉由溫度控制使在既定波長範圍內窄頻帶化之單一波長之脈衝光輸出。
本構成形態，係顯示從雷射光源11使在波長1064nm反覆頻率2MHz、ON時間為10nsec程度之脈衝光射出，藉由外部調變器15擷取出1～2nsec而輸出ON時間較短之脈衝光之構成例。如上述，若使用外部調變器15，能抑制直接使雷射光源11脈衝振盪時產生之頻率調變(Chirp)而使接近傅立葉極限之脈衝光產生。藉此，能從訊號光產生部10輸出窄頻帶之單色性極高之脈衝之訊號光。在訊號光產生部10產生之訊號光Ls係經由隔離器17射入放大部20。
放大部20係以將訊號光Ls放大之光纖放大器21為主體構成。可非常合適地使用於1030～1100nm之波長頻帶具有增益之摻鐿光纖放大器(YDFA)作為將波長1064nm之訊號光放大之光纖放大器。光纖放大器21係由於纖心摻雜有鐿(Yb)之光纖22、使Yb激發之泵激光源23、以及控制供應至泵激光源23之激發電力之控制部25等構成。
本構成形態中，係使用雙包層構造之纖維作為光纖22，經由泵合束器(Pump Combiner)24使從訊號光產生部10輸出之訊號光Ls射入纖心，使從泵激光源23輸出之波長976nm之激發光射入第1包層。於控制部25設有產生激發電力之電流源26與將所產生之激發電力之往泵激光源23之供應高速截斷之電力截斷器55。此外，亦可使用單包層構造之纖維作為光纖22，亦可將複數個光纖放大器串聯或並聯而構成放大部20。
控制裝置40係控制訊號光產生部10及放大部20之作動，使在訊號光產生部10產生而在放大部20放大至數W～數十W程度之功率之訊號光(為了說明方便稱之為放大光)La從雷射裝置3輸出。
在如上述構成之雷射裝置3中，設有可防止光纖放大器21引起未意圖之振盪於未然之意外振盪防止裝置60(60A)。第3構成形態之意外振盪防止裝置60A具備檢測出從光纖放大器21射出之波長1030n帶之光之ASE光檢測器52與設於控制部25之電力截斷器55而構成。
此處，於光纖放大器21中藉由自然放出而產生之ASE光有在光纖22往放大光之射出側行進之前方傳遞自然放出光(Forward ASE光)與往訊號光之射入側行進之後方傳遞自然放出光(Backward ASE光)。當於從光纖22射出側分歧之光路上設有ASE光檢測器時即能檢測出前方傳遞自然放出光，當於從光纖22射出側分歧之光路上設有ASE光檢測器時則能檢測出後方傳遞自然放出光。
本構成形態係例示檢測出後方傳遞自然放出光之情形。圖7係顯示於雷射光源11與光纖放大器21之間設有使波長1064nm之光透射且使波長1030nm帶之光反射之分光鏡56，以ASE光檢測器52檢測出被此分光鏡56反射之後方傳遞自然放出光之構成。此外，亦可取代分光鏡56而使用WDM耦合器。
ASE光檢測器52係具有MHz等級或其以上之頻帶之高速紅外光感測器，能使用例如利用了InGaAs光二極體之感測器。ASE光檢測器52之檢測訊號被輸入控制部25。
控制部25在藉由ASE光檢測器52檢測出之ASE光之強度成為既定ASE基準值以上時，即對電力截斷器55輸出抑制電力供應之指令訊號，而實質上截斷從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。
「ASE基準值」，係根據光纖放大器21中之1030nm帶之光之增益成為與發振臨限值相等時之後方傳遞ASE光之強度來設定。如前所述，由於在Yb之增益分布中相較於波長1064nm，波長1030nm帶之增益較高，因此在光纖放大器21為激發狀態下訊號光Ls之射入中斷或於光纖放大器21外部有某種反射體時，藉由自然放出而放射之1030nm附近之ASE光係在此等反射體反射使往放大器之回饋等級變高。其結果，使ASE光之功率等級增大。光纖放大器21外部之反射體，可舉出例如光纖22之射出入面或對從光纖放大器21射出之放大光進行波長轉換之波長轉換光學元件等之射出入面等之髒污等。此種情形下，就實效而言光纖放大器之反射減弱量會增加而發振臨限值下降。接著，在波長1030nm之增益超過發振臨限值後(在波長1030nm之單向增益超過光纖放大器21之反射減弱量後)，於光纖放大器21中在1030nm振盪雷射。
「ASE基準值」係根據光纖放大器21中之1030nm帶之光之增益成為與發振臨限值相等時之後方傳遞ASE光之強度來設定，係設定為與此時之後方傳遞ASE光之強度同等以下、例如1/10～1/100程度。
在藉由ASE光檢測器52檢測出之後方傳遞ASE光強度成為ASE基準值以上後至藉由電力截斷器55實質上截斷激發電力為止之時間，係根據波長1030nm帶之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定，設定為與該時間同等以下、例如即時～數十分之一以內。ASE基準值，設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
作為具體例，圖8顯示射入光纖放大器21之訊號光Ls之功率以0.5W、泵激光源23之激發光之功率以120W作動之狀態下對光纖放大器21之訊號光Ls之射入突然中斷時之波長1030nm帶之增益之時間變化之模擬結果。圖8之橫軸為訊號光Ls之射入中斷時起之經過時間、縱軸為波長1030nm之光之增益。此外，光纖放大器21，長度3m、纖心徑25μm、包層徑250μm，添加於纖心之Yb之濃度為6.9×1025/m3。
若在訊號光Ls中斷後激發光亦持續射入光纖放大器21，則Yb之反轉分布率會急劇增高，波長1030nm之增益g隨著時間經過在指數上會增大。發振臨限值取決於殘存於光纖放大器21之反射光量等，成為依光纖放大器之構成而不同之值。若光纖放大器21之反射減弱量為-50dB，則單向增益超過50dB時係在1030nm振盪。從圖8可知係從訊號光Ls中斷之時點起約10μsec達到振盪。至光纖放大器21之單向增益超過反射減弱量為止之時間由於與激發光之功率大致成反比，因此若激發光之功率越大即會以較上述短之時間達到振盪，若激發光之功率越小即會花費較長之時間達到振盪。
將ASE基準值設為波長1030nm帶之光之增益成為與發振臨限值相等時之後方傳遞ASE光強度之1/50程度時，超過該ASE光強度後至達到振盪為止之時間為大概5μsec程度。因此，只要在後方傳遞ASE光之強度成為ASE基準值以上時起2～4μsec程度以內實質地截斷激發電力，即能抑制反轉分布之增大，抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。
雷射裝置3中，在從ASE光檢測器52輸入之檢測訊號成為ASE基準值以上時，控制部25即對電力截斷器55輸出抑制電力供應之指令訊號，而即時抑制從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。至根據指令訊號由電力截斷器55抑制激發電力為止所需之時間未滿1μsec(關於激發電力之抑制時間留待後述)。藉此，在波長1030nm之增益上升至發振臨限值為止以前激發電力被抑制，而能抑止未意圖之振盪。至截斷激發電力為止之時間，設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
根據具備意外振盪防止裝置60A之雷射裝置3，即使在有光纖22之射出入面或後段之波長轉換光學元件之射出入面之髒污或雜質附著之情形、或有從加工對象物等反射之自然放出返回光之情形，均能防止因光纖放大器21引起未意圖之振盪導致其構成構件損傷等於未然。
其次，參照圖9說明第4構成形態之意外振盪防止裝置60(60B)。圖9係顯示包含意外振盪防止裝置60B之雷射裝置4整體之概要構成。對與雷射裝置3相同之構成部分賦予相同編號，省略重複說明。第4構成形態之意外振盪防止裝置60B係於第3構成形態之意外振盪防止裝置60A進一步具備檢測出傳遞至光纖放大器21之訊號光Ls之訊號光檢測器51而構成。
圖9所示之雷射裝置4中，於雷射光源11與光纖放大器21之間設有如圖10所示之4端口之2×2之熔融延伸型之光纖耦合器54，於各端口結合有訊號光Ls、光纖放大器21、訊號光檢測器51、以及前述之ASE光檢測器52。光纖耦合器54例如能構成為分歧比為99：1，使從訊號光產生部10側射入之訊號光Ls之1%於訊號光檢測器51分歧，使在光纖放大器21產生而往射入側行進之後方傳遞自然放出光之1%於ASE光檢測器52分歧。圖10係例示設有僅使波長1030nm帶之後方傳遞自然放出光透射之帶通濾波器BPF之構成。
此外，亦可取代上述光纖耦合器54，使用針對波長1030nm帶之光使之全反射且針對波長1064nm之光使99%透射而1%反射之波長選擇性之局部反射鏡，使從訊號光產生部10側射入並反射之波長1064nm之反射光射入訊號光檢測器51，使從放大部20側射入並反射波長1030nm帶之ASE光射入ASE光檢測器52。或者，亦可如圖11所示，構成為將針對波長1064nm之光使99%透射(1%反射)之局部反射鏡541與使波長1064nm之光透射且使波長1030nm帶之光反射之分光鏡542組合構成，並於兩者之間設置抑制波長1030nm帶之光之隔離器545。
訊號光檢測器51係具有MHz等級或其以上之頻帶之高速紅外光感測器，能使用例如利用了InGaAs光二極體之感測器。訊號光檢測器51之檢測訊號及ASE光檢測器52之檢測訊號被輸入控制部25。此外，基於ASE光檢測器52之檢測訊號之控制部25之作用由於如同第1構成形態之意外振盪防止裝置50A之說明中所詳述者，因此省略重複說明。以下，說明基於訊號光檢測器51之檢測訊號之控制部25之作用。
控制部25在藉由訊號光檢測器51檢測出之訊號光Ls之強度成為既定訊號基準值以下時，即對電力截斷器55輸出抑制電力供應之指令訊號，而抑制從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。
「訊號基準值」，係根據光纖放大器21在激發狀態下射入光纖22之訊號光Ls強度降低時隨著於此而上升之波長1030nm頻帶之增益大小來設定。
亦即，在光纖放大器21為激發狀態時，若射入光纖22之訊號光Ls強度降低，則隨著訊號光強度之降低使Yb之反轉分布率上升，增益分布整體上升至增益高之狀態。此時，在增益分布中相較於波長1064nm，波長1030nm帶之增益較高，其結果，在已上升之波長1030nm之增益超過發振臨限值後，於光纖放大器21中在1030nm振盪雷射。
「訊號基準值」係根據隨著射入光纖放大器21之訊號光Ls強度降低而上升之增益分布中1030nm帶之增益成為與振盪臨限值相等時之訊號光強度來設定。例如，設定為與訊號光Ls強度同等或增加了既定裕度後之值以上。訊號基準值設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
在藉由訊號光檢測器51檢測出之訊號光Ls強度成為訊號基準值以下後至藉由電力截斷器55實質上截斷激發電力為止之時間，係根據隨著射入光纖放大器21之訊號光Ls強度降低而上升之增益分布中1030nm帶之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定，設定為與該時間同等以下、例如該時間之數分之一程度。所設定之時間，設定儲存於設於控制部25之記憶體(未圖示)。
圖8顯示在光纖放大器21為激發狀態下訊號光Ls之射入突然中斷時之波長1030nm帶之增益之時間變化之模擬結果。如圖8所示，在訊號光Ls中斷後Yb之反轉分布率急劇增高，波長1030nm之增益g隨著時間經過在指數上會增大。訊號光Ls中斷後至達到振盪為止之時間，在光纖放大器21之反射減弱量為-50dB時，則約10μsec。
至光纖放大器21之單向增益超過反射減弱量為止之時間由於與激發光之功率大致成反比，因此在激發光之功率較大時即會以較短之時間達到振盪，在激發光之功率較小時即會花費較長之時間達到振盪。只要在從訊號光Ls之射入功率大幅減少時起6～8μsec程度以內實質地截斷激發電力，即能抑制反轉分布之增大，抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。
意外振盪防止裝置60B中，在從訊號光檢測器51輸入之檢測訊號成為訊號基準值以下時，控制部25即對電力截斷器55輸出抑制截斷電力供應之指令訊號，而在數μsec抑制從電流源26對泵激光源23之激發電力之供應。作為具體例，係例示在從訊號光檢測器51輸入之檢測訊號中，在相當於光脈衝2～6脈衝量之1～3μsec之時間(例如相當於4脈衝量之2μsec之時間)未檢測出訊號光Ls時，則即時截斷對泵激光源23之激發電力之供應之構成。
圖12係顯示觀察藉由意外振盪防止裝置對激發電流之截斷狀況之實驗結果。圖12中之橫軸為時間(1μsec/div)，縱軸為激發電力及訊號光Ls之光強度。本實施例中，在確認了於相當於光脈衝4脈衝量之2μsec之期間中斷後截斷對泵激光源23之激發電力，電力截斷器55截斷激發電力所需之時間未滿1μsec。
具備意外振盪防止裝置60B之雷射裝置4中，在光纖放大器21呈激發狀態下訊號光Ls之射入功率大幅減少時，在波長1030nm之增益上升至發振臨限值為止以前激發電力係實質上被截斷，而能抑止光纖放大器21引起未意圖之振盪。根據本構成形態，除了前述之具備意外振盪防止裝置60A之情形之效果外，光纖放大器21在激發狀態下雷射光源11成為關閉之情形，進而例如因雷射光源11或外部調變器15之破損或斷線、對雷射光源11與光纖放大器21間之光路上有異物進入或光纖22之導入部之斷線等而產生訊號光Ls之截斷之情形，均能防止光纖放大器21引起未意圖之振盪，其結果能防止構成構件損傷等於未然。再者，藉由於光纖放大器21之射入側設有光纖耦合器54與訊號光檢測器51與ASE光檢測器52之簡明之構成，能提供安全性及長期可靠性高之雷射裝置。
以上說明中，雖例示了藉由設於泵激光源23與電流源26間之電力截斷器55抑制對泵激光源23之供應電力之構成，但亦可構成為使電流源26本身關閉。又，雖例示了訊號光Ls之波長為1060nm帶，使用摻鐿光纖放大器(YDFA)作為光纖放大器21之構成，但訊號光之波長亦可係其他頻帶，光纖放大器亦可係摻雜有其他雷射介質者、例如摻鉺光纖放大器(EDFA)等。
如上所述，雖說明了各種實施形態及變形例，但本發明不限定於此等內容。
以下之優先權基礎申請案之揭示內容係作為引用文並入此文中。
日本申請2011年第009122號(2011年1月19日)
日本申請2011年第009126號(2011年1月19日)
1,2,3,4．．．雷射裝置
10．．．訊號光產生部
11．．．雷射光源
15．．．外部調變器
17．．．隔離器
20．．．放大部
21．．．光纖放大器
22．．．光纖
23．．．泵激光源
24．．．泵合束器
25．．．控制部
26．．．電流源
40．．．控制裝置
50,50A,50B,60,60A,60B．．．意外振盪防止裝置
51．．．訊號光檢測器
52．．．ASE光檢測器
53．．．局部反射鏡
54．．．光纖耦合器
55．．．電力截斷器
541．．．局部反射鏡
542．．．分光鏡
545．．．隔離器
Ls,La．．．訊號光
圖1係例示本發明之第1態樣之第1構成形態之雷射裝置之概要構成圖。
圖2係例示本發明之第1態樣中在摻鐿光纖放大器被激發之狀態下訊號光突然中斷時之波長1030nm帶之增益之時間變化之模擬結果。
圖3係本發明之第1態樣中觀察藉由意外振盪防止裝置對電流之抑制狀況之實驗結果。
圖4係例示本發明之第1態樣之第2構成形態之雷射裝置之概要構成圖。
圖5係本發明之第1態樣中光纖耦合器之連接構成例。
圖6係本發明之第1態樣中使用了局部反射鏡等之連接構成例。
圖7係例示本發明之第2態樣之第3構成形態之雷射裝置之概要構成圖。
圖8係例示本發明之第2態樣中在摻鐿光纖放大器被激發之狀態下訊號光突然中斷時之波長1030nm帶之增益之時間變化之模擬結果。
圖9係例示本發明之第2態樣之第4構成形態之雷射裝置之概要構成圖。
圖10係本發明之第2態樣中光纖耦合器之連接構成例。
圖11係本發明之第2態樣中使用了局部反射鏡等之連接構成例。
圖12係本發明之第2態樣中觀察藉由意外振盪防止裝置對電流之抑制狀況之實驗結果。
1．．．雷射裝置
10．．．訊號光產生部
11．．．雷射光源
15．．．外部調變器
17．．．隔離器
20．．．放大部
21．．．光纖放大器
22．．．光纖
23．．．泵激光源
24．．．泵合束器
25．．．控制部
26．．．電流源
40．．．控制裝置
50,50A．．．意外振盪防止裝置
51．．．訊號光檢測器
53．．．局部反射鏡
55．．．電力截斷器
Ls,La．．．訊號光

Claims (20)

  1. 一種雷射裝置，其特徵在於，具備：光纖放大器，在包含訊號光之波長頻帶具有增益，將訊號光放大射出；控制部，控制用以激發前述光纖放大器之激發電力；以及訊號光檢測器或ASE光檢測器，該訊號光檢測器檢測出傳遞至前述光纖放大器之訊號光，該ASE光檢測器檢測出從前述光纖放大器射出之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光；在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時、或藉由前述ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時，前述控制部抑制用以激發前述光纖放大器之前述激發電力。
  2. 一種雷射裝置，其特徵在於，具備：光纖放大器，在包含訊號光之波長頻帶具有增益，將訊號光放大射出；訊號光檢測器，檢測出傳遞至前述光纖放大器之訊號光；以及控制部，控制用以激發前述光纖放大器之激發電力；前述控制部，在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時，抑制用以激發前述光纖放大器之前述激發電力。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之雷射裝置，其中，前述 既定訊號基準值，係根據隨著傳遞至前述光纖放大器之訊號光強度降低而上升之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之前述訊號光強度來設定。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之雷射裝置，其中，在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為前述既定訊號基準值以下後至前述激發電力被抑制為止之時間，係根據隨著射入前述光纖放大器之訊號光強度降低而上升之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之雷射裝置，其具備ASE光檢測器，係檢測出從前述光纖放大器射出之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光，前述控制部，在藉由前述ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時，抑制前述激發電力。
  6. 如申請專利範圍第5項之雷射裝置，其中，前述既定ASE基準值，係根據前述光纖放大器中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之自然放出光強度來設定。
  7. 如申請專利範圍第5項之雷射裝置，其中，在藉由前述ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為前述既定ASE基準值以上後至前述激發電力被抑制為止之時間，係根據前述光纖放大器中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。
  8. 如申請專利範圍第5項之雷射裝置，其中，前述ASE光檢測器，設於前述光纖放大器之訊號光射入側，以檢測出在前述光纖放大器中朝向射入側之後方傳遞自然放出光。
  9. 一種雷射裝置，其特徵在於，具備：光纖放大器，在包含訊號光之波長頻帶具有增益，將訊號光放大射出；ASE光檢測器，檢測出從前述光纖放大器射出之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光；以及控制部，控制前述光纖放大器之激發電力；前述控制部，在藉由前述ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時，抑制用以激發前述光纖放大器之前述激發電力。
  10. 如申請專利範圍第1或9項之雷射裝置，其中，前述既定ASE基準值，係根據前述光纖放大器中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之自然放出光強度來設定。
  11. 如申請專利範圍第1或9項之雷射裝置，其中，在藉由前述ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為前述既定ASE基準值以上後至前述激發電力被抑制為止之時間，係根據前述光纖放大器中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。
  12. 如申請專利範圍第1或9項之雷射裝置，其中，前 述ASE光檢測器，設於前述光纖放大器之訊號光射入側，以檢測出在前述光纖放大器中朝向射入側之後方傳遞自然放出光。
  13. 如申請專利範圍第1或9項之雷射裝置，其具備訊號光檢測器，檢測出射入前述光纖放大器之訊號光，前述控制部，在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時，抑制前述激發電力。
  14. 如申請專利範圍第13項之雷射裝置，其中，前述既定訊號基準值，係根據隨著射入前述光纖放大器之訊號光強度降低而上升之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等時之前述訊號光強度來設定。
  15. 如申請專利範圍第13項之雷射裝置，其中，在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為前述既定訊號基準值以下後至前述激發電力被抑制為止之時間，係根據隨著射入前述光纖放大器之訊號光強度降低而上升之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間來設定。
  16. 如申請專利範圍第5項之雷射裝置，其中，於前述光纖放大器之射入側設有具有四個端口之光纖耦合器，於前述四個端口連接前述訊號光、前述光纖放大器、前述訊號光檢測器、以及前述ASE光檢測器。
  17. 如申請專利範圍第12項之雷射裝置，其中，於前述光纖放大器之射入側設有具有四個端口之光纖耦合器，於 前述四個端口連接前述訊號光、前述光纖放大器、前述訊號光檢測器、以及前述ASE光檢測器。
  18. 如申請專利範圍第13項之雷射裝置，其中，於前述光纖放大器之射入側設有具有四個端口之光纖耦合器，於前述四個端口連接前述訊號光、前述光纖放大器、前述訊號光檢測器、以及前述ASE光檢測器。
  19. 如申請專利範圍第1或9項之雷射裝置，其中，前述光纖放大器係以鐿為雷射介質之摻鐿光纖放大器，前述訊號光之波長為1.06μm帶。
  20. 一種雷射裝置，其特徵在於，具備：光纖放大器，在包含訊號光之波長頻帶具有增益，將訊號光放大射出；控制部，控制用以激發前述光纖放大器之激發電力；以及訊號光檢測器或ASE光檢測器，該訊號光檢測器檢測出傳遞至前述光纖放大器之訊號光，該ASE光檢測器檢測出從前述光纖放大器射出之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光；前述控制部係在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為既定訊號基準值以下時、或藉由前述ASE光檢測器檢測出之自然放出光強度成為既定ASE基準值以上時，抑制用以激發前述光纖放大器之前述激發電力，且在藉由前述訊號光檢測器檢測出之訊號光強度成為前述既定訊號基準值以下後至前述激發電力被抑制為止之時間，係 根據較隨著射入前述光纖放大器之訊號光強度降低而上升之前述光纖放大器之增益分布中增益較前述訊號光高之波長之光之增益成為與振盪臨限值相等為止之時間短之時間來設定。
TW101102162A 2011-01-19 2012-01-19 Laser device TWI547048B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011009122 2011-01-19
JP2011009126 2011-01-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201240251A TW201240251A (en) 2012-10-01
TWI547048B true TWI547048B (zh) 2016-08-21

Family

ID=46515788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101102162A TWI547048B (zh) 2011-01-19 2012-01-19 Laser device

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8988768B2 (zh)
JP (1) JP5794237B2 (zh)
TW (1) TWI547048B (zh)
WO (1) WO2012099166A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI583347B (zh) * 2013-09-14 2017-05-21 明達醫學科技股份有限公司 光學裝置之光源模組及其運作方法
JP2015169524A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 株式会社アドバンテスト 試験装置、キャリブレーションデバイス、キャリブレーション方法、および試験方法
US9583907B2 (en) * 2014-04-11 2017-02-28 Raytheon Company System and method for generating high energy optical pulses with arbitrary waveform
JP7160680B2 (ja) * 2016-04-21 2022-10-25 日本電気株式会社 光増幅器、光ネットワーク、及び増幅方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3050237B2 (ja) * 1990-07-06 2000-06-12 富士通株式会社 光増幅装置の制御方法及び光増幅装置
IT1247844B (it) 1991-03-29 1995-01-02 Pirelli Cavi S P A Dir Proprie Linea di telecomunicazione a fibre ottiche con amplificatori ottici, dotata di mezzi di protezione in grado di interrompere l'emissione luminosa in tutta la linea in presenza di un'interruzione della fibra ottica e di riattivarla automaticamente al ripristino della sua continuita'
CA2068975C (en) 1991-05-20 2002-03-26 Kazunori Nakamura Optical amplification system
JP2651086B2 (ja) * 1991-05-20 1997-09-10 古河電気工業株式会社 光増幅システム
DE4215338A1 (de) 1992-05-09 1993-11-11 Sel Alcatel Ag Optisches Nachrichtenübertragungssystem mit Überwachungsvorrichtung zur Vermeidung von Riesenimpulsen
JPH0837497A (ja) * 1994-05-20 1996-02-06 Fujitsu Ltd 光増幅器及び光送信装置
JPH0865249A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Fujitsu Ltd 光サージの発生を抑圧した光増幅器
JP2800715B2 (ja) * 1995-05-12 1998-09-21 日本電気株式会社 光ファイバ増幅器
JPH09321701A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Fujitsu Ltd 光通信システム及び光増幅器
JPH1051395A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Oki Electric Ind Co Ltd 光ファイバ増幅装置
JP4232130B2 (ja) 1998-03-11 2009-03-04 株式会社ニコン レーザ装置並びにこのレーザ装置を用いた光照射装置および露光方法
JP2002050815A (ja) 2000-05-24 2002-02-15 Nikon Corp 光源装置、露光装置、露光装置の製造方法、及びデバイス製造方法
JP2000216458A (ja) * 2000-01-01 2000-08-04 Mitsubishi Electric Corp 光ファイバ増幅器の増幅特性測定装置
JP2001196670A (ja) * 2000-01-12 2001-07-19 Oki Electric Ind Co Ltd 光増幅器
JP5331950B2 (ja) * 2006-03-31 2013-10-30 株式会社メガオプト 光ファイバレーザ光源
US8098424B2 (en) 2006-03-31 2012-01-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber amplifying module
US7940453B2 (en) * 2006-08-07 2011-05-10 Pyrophotonics Lasers Inc. Fiber amplifiers and fiber lasers with reduced out-of-band gain
JP2009176944A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Mitsubishi Electric Corp ファイバーレーザ装置及び制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201240251A (en) 2012-10-01
JP5794237B2 (ja) 2015-10-14
US8988768B2 (en) 2015-03-24
US20140036349A1 (en) 2014-02-06
WO2012099166A1 (ja) 2012-07-26
JPWO2012099166A1 (ja) 2014-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4699131B2 (ja) 光ファイバレーザ、光ファイバ増幅器、ｍｏｐａ方式光ファイバレーザ
JP5185929B2 (ja) ファイバレーザ
JP5773991B2 (ja) 高パワー・レベルにおけるカスケード・ラマン・レーザ発振（ｃａｓｃａｄｅｄＲａｍａｎｌａｓｉｎｇ）のためのシステムおよび方法
JP5198292B2 (ja) 反射光耐性の優れたファイバレーザ
US20120069860A1 (en) Gain-Switched Fiber Laser
US9397465B2 (en) Fiber laser device
TWI547048B (zh) Laser device
JP5623706B2 (ja) レーザ光源
US20120062985A1 (en) Optical fiber amplifying module
JP2016051897A (ja) レーザ装置およびレーザ加工機
JPH0818138A (ja) 光増幅器
JP2014033098A (ja) ファイバレーザ装置
JP2012178478A (ja) 高速光増幅器
JP5049412B2 (ja) レーザ装置
JP5662770B2 (ja) ファイバレーザ装置
JP5398804B2 (ja) ファイバレーザ装置
JP2018174206A (ja) レーザ装置
TWM472997U (zh) 光纖雷射系統
US20240170909A1 (en) Doped fiber amplifier having pass-through pump laser with integrated optical isolator
JP5678759B2 (ja) 距離測定装置
US20220052503A1 (en) Fiber Amplifier Having Dual Output Laser Diode
Swiderski et al. 1550 nm,(1-5) ns,(0.2-2) mhz, kw-peak power, pulsed all-fiber mopa source
JP2000022252A (ja) 光ファイバ増幅器
TW202412416A (zh) 固體雷射裝置以及固體雷射加工裝置
Chakravarty et al. Study of CW and pulsed amplification in Yb-doped fiber amplifier