WO2011004806A1 - ファイバレーザ装置 - Google Patents

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WO2011004806A1
WO2011004806A1 PCT/JP2010/061443 JP2010061443W WO2011004806A1 WO 2011004806 A1 WO2011004806 A1 WO 2011004806A1 JP 2010061443 W JP2010061443 W JP 2010061443W WO 2011004806 A1 WO2011004806 A1 WO 2011004806A1
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light
laser light
light source
wavelength
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PCT/JP2010/061443
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Inventor
大庭康弘
中居道弘
Original Assignee
株式会社フジクラ
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    • 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
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    • 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
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0078—Frequency filtering
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
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    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10084—Frequency control by seeding
    • H01S3/10092—Coherent seed, e.g. injection locking
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    • 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
    • H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre

Definitions

  • Patent Document 1 listed below describes a fiber laser device in which the period until the intensity of the laser beam is stabilized is short.
  • the control unit controls the seed laser light source so that the seed laser light is not output in the preliminary pumping state, and the pump light source so that the pump light is input to the amplification optical fiber. To control. For this reason, the excited state of the rare earth element in the amplification optical fiber is gradually increased.
  • the amplification optical fiber is configured such that seed laser light output from the seed laser light source is amplified by stimulated emission of a rare earth element that is excited by excitation light.
  • the seed laser beam is not input to the amplification optical fiber in the preliminary excitation state, only spontaneous emission light from the excited rare earth element is output from the amplification optical fiber. This spontaneous emission light is known to have a wide spectrum and a small spire value.
  • the wavelength converter converts the wavelength A wavelength selection filter that transmits transmitted light and suppresses transmission of light that is not wavelength-converted by the wavelength converter, and an output that outputs laser light output from the wavelength selection filter
  • a control unit that controls at least the seed laser light source and the excitation light source, the control unit configured to control the seed laser so that the seed laser light source and the excitation light source are changed from a preliminary excitation state to an output state.
  • the seed laser light in the output state may be pulsed light, and the seed laser light in the preliminary excitation state may be continuous light.
  • the intensity of the excitation light in the preliminary excitation state may be equal to or less than the intensity of the excitation light in the output state.
  • the fiber laser device of the present invention includes a seed laser light source that outputs seed laser light, an excitation light source that outputs excitation light, the seed laser light and the excitation light, and is excited by the excitation light.
  • the amplifying optical fiber that amplifies the seed laser light and outputs the laser light as a laser light, and the laser light output from the amplifying optical fiber is input, and light having a wavelength of a predetermined intensity or more is input.
  • the rare earth element can be highly excited in the first preliminary excitation state, and it can be suppressed that the rare earth element becomes unstable by the seed laser light in the second preliminary excitation state.
  • the excitation of the rare earth element is stably brought into a high state, so that the rise time of the laser light can be further shortened.
  • the seed laser light in the output state may be pulsed light, and the seed laser light in the second preliminary excitation state may be continuous light.
  • the intensity of the excitation light in the first preliminary excitation state may be equal to or less than the intensity of the excitation light in the output state.
  • the intensity of the excitation light in the second preliminary excitation state and the intensity of the excitation light in the output state may be the same.
  • a fiber laser device capable of suppressing the output of light other than during output while shortening the rising period of the output laser light.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a fiber laser device according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the seed laser light source of FIG. 2 is a timing chart schematically showing the operation of the fiber laser device of FIG. 1. It is the timing chart which showed typically the operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a fiber laser device according to a first embodiment of the present invention.
  • a fiber laser device 100 includes a seed laser light source 10 that outputs seed laser light having a wavelength ⁇ 1, an excitation light source 20 that outputs pump light, and an amplification that receives the pump light and the seed laser light.
  • the main configuration includes a control unit 60 and an output command unit 65 that inputs an output command to the control unit 60 so as to output laser light from the output unit 50.
  • FIG. 2 is a diagram showing the seed laser light source 10 of FIG.
  • a Fabry-Perot type laser output device is used as the seed laser light source 10.
  • the seed laser light source 10 includes a laser oscillator 11 that outputs excitation light, a rare earth-doped fiber 13 to which excitation light from the laser oscillator 11 is input, and a rare earth-doped fiber 13 and the laser oscillator 11.
  • the first FBG (Fiber BraggratingGrating) 12 provided in the optical fiber
  • the second FBG 15 provided on the opposite side of the rare earth doped fiber 13 from the laser oscillator 11, and the AOM (Acoustic Optical Modulator) provided between the second FBG 15 and the rare earth doped fiber 13. : Acousto-optic element) 14.
  • the laser oscillator 11 is a semiconductor laser, for example, and outputs excitation light.
  • the output excitation light has a wavelength of 975 nm, for example.
  • the excitation light output from the laser oscillator 11 is input to the rare earth doped fiber 13 via the first FBG 12.
  • rare earth such as ytterbium is added to the rare earth doped fiber 13.
  • the excitation light is absorbed by the rare earth element added to the rare earth doped fiber 13.
  • the rare earth element is in an excited state.
  • the rare earth element in the excited state emits spontaneous emission light having a specific wavelength ⁇ 1.
  • the wavelength ⁇ 1 of the spontaneous emission light is, for example, 1064 nm.
  • This spontaneously emitted light propagates through the rare earth doped fiber 13 and is input to the AOM 14.
  • the AOM 14 is controlled so as to periodically repeat a low-loss state and a high-loss state, or controlled so as to maintain a low-loss state.
  • the AOM 14 When the AOM 14 is controlled to periodically repeat a low loss state and a high loss state, when the AOM 14 is in a high loss state, the AOM 14 suppresses transmission of spontaneously emitted light, and the AOM 14 has a low loss. In the state, the AOM 14 transmits spontaneously emitted light. For this reason, when the AOM 14 is in a low loss state, the spontaneous emission light is input to the second FBG 15 via the AOM 14.
  • the second FBG 15 reflects light in the same wavelength band as the wavelength ⁇ 1 of spontaneous emission light generated in the rare earth-doped fiber with a reflectance of about 50% or less.
  • the first FBG 12 and the second FBG 15 constitute a Fabry-Perot oscillator, and the pulsed light is amplified in synchronization with the operation in which the AOM 14 repeats a low loss state and a high loss state.
  • Shaped light is output from the second FBG 15 as seed laser light.
  • the wavelength ⁇ 1 of the seed laser light output from the seed laser light source 10 is, for example, 1064 nm, and the repetition frequency of the pulse is, for example, 100 kHz.
  • the seed laser light source 10 When the AOM 14 is controlled to maintain a low loss state, the seed laser light source 10 outputs seed laser light that is continuous light at the same wavelength.
  • the output of the seed laser light as pulsed light or continuous light is controlled or the intensity of the AOM 14 is controlled by a control signal from the control unit 60.
  • the seed laser light output from the seed laser light source 10 is input to the optical coupler 40.
  • the excitation light source 20 includes a plurality of laser diodes that output excitation light, and the intensity of the excitation light that is output is adjusted by a control signal from the control unit 60.
  • the excitation light source 20 outputs excitation light that makes the rare earth element of the amplification optical fiber 30 excited, and the excitation light output from the excitation light source 20 is input to the optical coupler 40.
  • the excitation light output from the excitation light source 20 has a wavelength of 975 nm, for example.
  • the optical coupler 40 includes an input port 41 to which the seed laser light from the seed laser light source 10 is input, a pumping light input port 42 to which the pumping light from the pumping light source 20 is input, and a seed laser light from the seed laser light source 10. And an output port 43 for outputting excitation light.
  • the input port 41 is composed of a single mode fiber that propagates seed laser light from the seed laser light source 10 as single mode light.
  • the pumping light input port 42 is composed of a multimode fiber that propagates pumping light output from the pumping light source 20 as multimode light.
  • the output port 43 is composed of a double clad fiber having a core, a clad that coats the core, and a resin clad that coats the clad.
  • the amplification optical fiber 30 is composed of a double clad fiber having a core to which a rare earth element is added, a clad covering the core, and a resin clad covering the clad.
  • the core propagates the seed laser light output from the optical coupler 40 as single mode light, and propagates the pumping light output from the optical coupler 40 by the core and the clad as multimode light. Then, when the excitation light passes through the core, the rare earth element added to the core is in an excited state, and the rare earth element in the excited state causes stimulated emission by the seed laser light propagating through the core, and this stimulated emission As a result, the seed laser beam is amplified.
  • the seed laser light to be amplified is output from the amplification optical fiber 30 as laser light having a wavelength ⁇ 1.
  • the amplification optical fiber 30 has, for example, a core with a diameter of 10 ⁇ m and a cladding with an outer diameter of 125 ⁇ m, and erbium is added to the core as a rare earth element.
  • the wavelength selection filter 73 When light having the same wavelength band as the seed laser light having the wavelength ⁇ 1 output from the seed laser light source 10 is input via the wavelength converter 71, the wavelength selection filter 73 is input after being wavelength-converted by the wavelength converter 71. And transmits light of wavelength ⁇ 1 that is input without being wavelength-converted by the wavelength converter 71. Accordingly, when a laser beam having a strong wavelength ⁇ 1 is output from the amplification optical fiber 30 and the wavelength converter 71 converts the wavelength of the laser beam to the wavelength ⁇ 2, the laser beam having the wavelength ⁇ 2 input to the wavelength selection filter 73. Passes through the wavelength selection filter 73.
  • the laser light having a weak wavelength ⁇ 1 is output from the amplification optical fiber 30 and the wavelength conversion unit 71 does not convert the wavelength of the laser light
  • the laser light having the wavelength ⁇ 1 input to the wavelength selection filter 73 is wavelength-selected. Transmission by the filter 73 is suppressed.
  • the wavelength selection filter 73 is composed of, for example, a dielectric multilayer filter, a photonic band gap fiber, or the like.
  • a dielectric multilayer filter For example, when laser light having a wavelength ⁇ 1 of 1064 nm is input to the wavelength converter 71, wavelength conversion is performed by the wavelength converter 71, and laser light having a wavelength ⁇ 2 of 1120 nm is input to the wavelength selection filter 73, the laser light is The light passes through the wavelength selection filter 73.
  • the 1064 nm laser beam is input to the wavelength selection filter 73 without being wavelength-converted by the wavelength converter 71, the laser beam is transmitted to the wavelength selection filter 73. In this case, transmission is suppressed.
  • the output unit 50 outputs laser light that passes through the wavelength selection filter 73 to the outside of the fiber laser device 100.
  • the output unit 50 outputs a pulsed laser light synchronized with the seed laser light output from the seed laser light source 10. Is done.
  • the output command unit 65 inputs an output command for outputting laser light from the output unit 50 to the control unit 60.
  • the control unit 60 controls the seed laser light source 10 and the excitation light source 20 based on the output command from the output command unit 65. Specifically, the control unit 60 controls the laser oscillator 11 and the AOM 14 in the seed laser light source 10 to output the presence / absence and intensity of the seed laser light from the seed laser light source 10 and the seed laser light as pulse light or Control to make continuous light. Further, the control unit 60 controls the excitation light source 20 to control the presence or absence of excitation light output from the excitation light source 20 and the intensity of excitation light output from the excitation light source 20.
  • FIG. 3 illustrates an output command input from the output command unit 65 to the control unit 60, the intensity of the excitation light output from the excitation light source 20, the intensity of the seed laser light output from the seed laser light source 10, and the amplification
  • the excited state of the rare earth element of the optical fiber 30 and the intensity of the laser beam output from the output unit 50 are schematically shown.
  • the state where the output command is H represents a state where the output command is input from the output command unit 65 to the control unit 60, and the higher the intensity of the excitation light, the stronger the excitation light.
  • a power supply (not shown) of the fiber laser device 100 is turned on, and power is supplied to the control unit 60.
  • control unit 60 waits for an output command from the output command unit 65.
  • the control unit 60 controls the excitation light source 20 to be in a preliminary excitation state, and the predetermined time Ta determined from the excitation light source 20 is predetermined. Only pre-excitation light having a predetermined intensity R1 is output. Further, the control unit 60 controls the seed laser light source 10 to be in the pre-excitation state so that the seed laser light is not output. Note that the control of the seed laser light source 10 at this time includes not particularly giving a command to the seed laser light source 10. At this time, since only the preliminary pumping light is input to the amplification optical fiber 30, the excited state of the rare earth element in the amplification optical fiber 30 is gradually increased. At this time, the intensity R1 of the preliminary excitation light is, for example, 2 W, and the predetermined time Ta is, for example, 100 ⁇ sec.
  • the height of the excited state of the rare earth element is set to the constant excitation state S1.
  • the rare earth element of the amplification optical fiber 30 when excited, the rare earth element generates spontaneous emission light including the same wavelength band as the wavelength ⁇ 1 of the seed laser light output from the seed laser light source 10. This spontaneously emitted light is amplified in the amplification optical fiber 30 and output. At this time, the light output from the amplification optical fiber 30 has a spire value of about 1 W or less when the intensity R1 of the preliminary excitation light is 2 W as described above.
  • the light output from the amplification optical fiber is input from the amplification optical fiber 30 to the wavelength converter 71. However, the light output from the amplification optical fiber 30 at this time has a low intensity and is not wavelength-converted by the wavelength converter 71.
  • the preliminary pumping light is prevented from being wavelength-converted by the wavelength converter 71.
  • the intensity R1 is controlled.
  • the light of the wavelength ⁇ 1 that is not wavelength-converted by the wavelength converter 71 is input to the wavelength selection filter 73.
  • the wavelength selective filter 73 suppresses transmission of light in the same wavelength band as the seed laser light output from the seed laser light source 10
  • the light of the wavelength ⁇ 1 output from the wavelength converter 71 is transmitted to the wavelength selective filter 73. Transmission of 73 is suppressed.
  • the output of light from the output unit 50 is suppressed.
  • the control unit 60 causes the excitation light source 20 to be in an output state and outputs excitation light having a predetermined intensity R2. Further, the control unit 60 controls the seed laser light source 10 to output pulsed seed laser light having an intensity H and a wavelength ⁇ 1 from the seed laser light source 10 at time t2.
  • the intensity R2 of the excitation light at this time is, for example, 6 W
  • the intensity H of the spire value of the seed laser light is, for example, 4 W.
  • the rare earth element of the amplification optical fiber 30 is seeded while being in a higher excitation state. It induces stimulated emission by light and amplifies the intensity of the seed laser beam. Therefore, the amplified optical fiber 30 outputs the amplified pulsed laser light having the wavelength ⁇ 1.
  • the laser light having the wavelength ⁇ 1 output from the amplification optical fiber 30 is input to the wavelength converter 71.
  • the intensity of the laser beam input to the wavelength converter 71 is an intensity that is wavelength-converted by the wavelength converter 71. Accordingly, the laser light having the wavelength ⁇ 1 input to the wavelength converter 71 is converted into the laser light having the wavelength ⁇ 2 longer than the wavelength ⁇ 1 by the wavelength converter 71.
  • the control unit 60 controls the excitation light output from the excitation light source 20 so that the laser light output from the amplification optical fiber 30 has an intensity that is converted by the wavelength converter 71.
  • the intensity R2 and the intensity H of the seed laser light output from the seed laser light source 10 are controlled.
  • the laser light having the wavelength ⁇ 2 output from the wavelength converter 71 is input to the wavelength selection filter 73.
  • the wavelength selection filter 73 light having the same wavelength band as that of the seed laser light having the wavelength ⁇ 1 output from the seed laser light source 10 is wavelength-converted by the wavelength converter 71 and transmitted through the light having the wavelength ⁇ 2.
  • the laser beam having the wavelength ⁇ ⁇ b> 2 input to the filter 73 passes through the wavelength selection filter 73.
  • the laser beam that passes through the wavelength selection filter 73 is output from the output unit 50.
  • the intensity of the laser beam output from the output unit 50 does not reach the intensity P1 of the laser beam that should be output originally. Then, at time t3 when the period Tb elapses from time t2, the excited state of the rare earth element is set to S2. Thus, the laser beam having the intensity P1 that should be output from the output unit 50 is output, and the output of the laser beam is stabilized.
  • the period from time t2 to time t3 (period Tb) is a rising period of the laser beam output from the output unit 50.
  • the intensity R1 of the preliminary pumping light is 2 W as described above, the predetermined time Ta is 100 ⁇ sec, and the intensity R2 of the pumping light is 6 W.
  • the intensity H of the spire value of the seed laser beam is 4 W, the period Tb is 50 ⁇ sec or less.
  • the control unit 60 stops the output of the seed laser light from the seed laser light source 10 and the output of the excitation light from the pump light source 20. . For this reason, the laser beam output from the output unit 50 is stopped. Then, the control unit 60 waits for the output command from the output command unit 65 again.
  • the control unit 60 controls the pumping light source 20 and the seed laser light source 10 as a preliminary pumping state. Then, the seed laser light is not output from the seed laser light source 10, and the preliminary pumping light is input to the amplification optical fiber 30 for a certain period of time. For this reason, the excited state of the rare earth element in the amplification optical fiber 30 is gradually increased.
  • the amplification optical fiber 30 is configured such that the seed laser light output from the seed laser light source 10 is amplified by stimulated emission of a rare earth element that is excited by excitation light.
  • the seed laser light is not input to the amplification optical fiber 30 in the preliminary excitation state, only the spontaneous emission light from the excited rare earth element is output from the amplification optical fiber 30.
  • This spontaneous emission light is known to have a wide spectrum and a small spire value.
  • the light having the wavelength ⁇ 1 obtained by amplifying the spontaneous emission light is output from the amplification optical fiber 30, the light having the wavelength ⁇ 1 is not wavelength-converted by the wavelength converter 71 into the light having the wavelength ⁇ 2.
  • the intensity of the preliminary excitation light is controlled.
  • the light obtained by amplifying the spontaneous emission light is output from the amplification optical fiber 30, the light of the wavelength ⁇ 1 output from the wavelength converter 71 and input to the wavelength selection filter 73 is wavelength-selected. Transmission by the filter 73 is suppressed. In this way, unnecessary light is suppressed from being output from the output unit 50 in the preliminary excitation state.
  • control unit 60 controls the excitation light source 20 and the seed laser light source 10 as an output state following the preliminary excitation state, and the excitation light and the seed laser light having the wavelength ⁇ 1 are input to the amplification optical fiber 30.
  • the rare earth element excited by the excitation light causes stimulated emission by the seed laser beam, and the seed laser beam is amplified by this stimulated emission and output as a laser beam having the wavelength ⁇ 1.
  • the seed laser light source 10 and the excitation light source 20 are set so that the laser light output from the amplification optical fiber 30 has an intensity that is converted into a laser light having a wavelength ⁇ 2 longer than the wavelength ⁇ 1 in the wavelength converter 71. And are controlled.
  • the laser light having the wavelength ⁇ ⁇ b> 2 output after wavelength conversion by the wavelength converter 71 is input to the wavelength selection filter 73, passes through the wavelength selection filter 73, and is output from the output unit 50. Further, the laser light output in the output state has a short rising period Tb because the rare earth element of the amplification optical fiber 30 is in the excited state in the preliminary excitation state.
  • the present embodiment is a fiber laser device using the fiber laser device 100 described in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the fiber laser device 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the control unit 60 sets the preliminary excitation state from the excitation light source 20 for a predetermined time Ta.
  • the preliminary excitation light having the intensity R1 is output, and the weak seed laser light having a predetermined constant intensity L is output from the seed laser light source 10.
  • This weak seed laser beam is continuous light, and has the same wavelength as the seed laser beam of the first embodiment.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that weak seed laser light is output from the seed laser light source 10 in the preliminary excitation state.
  • the intensity L of the weak seed laser beam is, for example, 1W.
  • preliminary pumping light is input from the pumping light source 20 to the amplification optical fiber 30, and a weak seed laser beam having a wavelength ⁇ 1 is input from the seed laser light source 10 to the amplification optical fiber 30. Is input.
  • the excited state of the rare earth element is increased by the preliminary excitation light, and the rare earth element is stimulated to emit by the weak seed laser beam.
  • the weak seed laser light is amplified by the stimulated emission of the rare earth element, is output from the amplification optical fiber 30 as laser light having the wavelength ⁇ 1, and is input to the wavelength converter 71.
  • the laser light input to the wavelength converter 71 has an intensity that is not wavelength-converted by the wavelength converter 71. That is, in the pre-pumping state, the intensity of the pre-pumping light and the weak seed laser light is controlled so that the laser light has an intensity that is not wavelength-converted by the wavelength converter 71 even if the laser light is output from the amplification optical fiber. Is done.
  • the laser light having the wavelength ⁇ 1 output from the amplification optical fiber is input to the wavelength selection filter 73.
  • the wavelength selective filter 73 suppresses transmission of light in the same wavelength band as the seed laser light output from the seed laser light source 10
  • the light of the wavelength ⁇ 1 output from the wavelength converter 71 is transmitted to the wavelength selective filter 73. Transmission of 73 is suppressed.
  • the output of light from the output unit 50 is suppressed.
  • control unit 60 puts the excitation light source 20 and the seed laser light source 10 into an output state.
  • the amplification optical fiber 30 weak laser light is amplified and output as laser light having a wavelength ⁇ 1 by stimulated emission of rare earth elements.
  • the weak laser light output from the seed laser light source 10 and the preliminary pumping light output from the pumping light source 20 are converted from the wavelength ⁇ 1 in the wavelength converter 71 by the laser light output from the amplification optical fiber 30.
  • the intensity is not converted into wavelength ⁇ 2.
  • the transmission of the laser light input from the wavelength converter 71 to the wavelength selection filter 73 is suppressed in the wavelength selection filter 73.
  • unnecessary light output can be suppressed in the preliminary excitation state.
  • the control unit 60 controls the excitation light source 20 to be in the first preliminary excitation state, and causes the excitation light source 20 to output first preliminary excitation light having a predetermined intensity R1. Furthermore, the control unit 60 controls the seed laser light source 10 to be in the first preliminary excitation state so that the seed laser light is not output. Note that the control of the seed laser light source 10 at this time includes not particularly giving a command to the seed laser light source 10. Thus, since only the preliminary pumping light is input to the amplification optical fiber 30, the excited state of the rare earth element in the amplification optical fiber 30 is gradually increased. Note that the intensity R1 of the first preliminary excitation light at this time is the same as the intensity R1 of the preliminary excitation light in the first embodiment. As described above, this embodiment is different from the first and second embodiments in that the first preliminary excitation light is output before the output command is input from the output command unit 65.
  • the amplification optical fiber 30 In the first preliminary excitation state, the amplification optical fiber 30 generates spontaneous emission light in the same wavelength band as the wavelength ⁇ 1 of the seed laser light, and this spontaneous emission light is amplified in the amplification optical fiber 30. Is output. At this time, the spire value of the light output from the amplification optical fiber 30 is, as described above, when the intensity R1 of the first preliminary pumping light is 2 W, which is the same as the intensity R1 of the preliminary pumping light in the first embodiment, 1 W or less. The light output from the amplification optical fiber 30 is input from the amplification optical fiber 30 to the wavelength converter 71.
  • the control unit 60 sets the intensity for a predetermined time Ta from the excitation light source 20 as the second preliminary excitation state.
  • the second preliminary excitation light of R2 is output, and a weak seed laser light having a predetermined constant intensity L is output from the seed laser light source 10.
  • the intensity R2 of the second preliminary excitation light is higher than the intensity of the first preliminary excitation light, and is the same intensity as the excitation light intensity R2 of the first embodiment.
  • the weak seed laser light is continuous light, and the wavelength and intensity are the same as those of the seed laser light of the second embodiment.
  • the Fabry-Perot type laser output device is used as the seed laser light source 10, but a fiber ring type laser output device or a laser diode may be used.
  • the intensity of the second preliminary excitation light output from the excitation light source 20 in the second preliminary excitation state is the same intensity as the excitation light output from the excitation light source 20 in the output state.
  • the present invention is not limited to this.
  • the second preliminary excitation light output from the excitation light source 20 in the second preliminary excitation state may be lower in intensity than the excitation light output from the excitation light source 20 in the output state.
  • the output command unit 65 may be configured to input an output command to the control unit 60, and the output command is generated outside the fiber laser device and input to the control unit 60 via the output command unit 65. It may be a thing.

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Abstract

［課題］　出力されるレーザ光の立ち上がり期間を短くしつつ、出力時以外のレーザ光の出力が抑制できるファイバレーザ装置を提供する。 ［解決手段］　ファイバレーザ装置１００は、種レーザ光源１０と、励起光源２０と、増幅用光ファイバ３０と、波長変換器７１と、波長選択フィルタ７３と、出力部５０と、制御部６０とを備え、制御部６０は、予備励起状態から出力状態になるように種レーザ光源１０と励起光源２０とを制御し、予備励起状態では、レーザ光が種レーザ光源１０から出力されず、励起光源１０から励起光が出力され、励起光は、増幅用光ファイバ３０で発生して出力されるレーザ光が波長変換器７１で波長変換されない強度とされ、出力状態では、レーザ光が種レーザ光源１０から出力され、励起光が励起光源２０から出力され、レーザ光及び励起光は、増幅用光ファイバ３０で増幅されて出力されるレーザ光が波長変換器７１で波長変換される強度とされる。

Description

ファイバレーザ装置
　本発明は、ファイバレーザ装置に関する。
　近年、レーザ光を用いて加工を行う加工機や、レーザ光を使ったメス等の医療機器において、ファイバレーザ装置が用いられている。ファイバレーザ装置は、レーザ発振器によって発生されるレーザ光と励起光とが、増幅用光ファイバに入力されて、増幅されたレーザ光が出力部から出力されるものである。
　このようなファイバレーザ装置においては、ファイバレーザ装置からレーザ光が出力され始めてからレーザ光の強度が安定するまでにある程度の期間を要する。つまり、レーザ光の立ち上がりにある程度の期間を要する。
　このレーザ光の立ち上がり期間が短いほど作業効率が良く、下記特許文献１には、このようなレーザ光の強度が安定するまでの期間が短いとされるファイバレーザ装置が記載されている。
　下記特許文献１に記載のファイバレーザ装置においては、ファイバレーザ装置からレーザ光が出力される状態の前の期間（スタンバイ状態の期間）において、強度が弱く一定の励起光が増幅用光ファイバに入力され、増幅用光ファイバに添加される希土類元素が励起状態とされる。次いで、ファイバレーザ装置からレーザ光が出力されるときに、増幅用光ファイバに種レーザ光と強度の強い励起光とが入力され、種レーザ光が増幅され、増幅されたレーザ光が出力される。この様に、ファイバレーザ装置からレーザ光を出力する際に、増幅用光ファイバの希土類元素が事前に励起状態とされるため、ファイバレーザ装置から出力されるレーザ光の立ち上がり期間が短いとされる（特許文献１）。
特開２００８－９１７７３号公報
　しかし、上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置では、スタンバイ状態において励起光が増幅用光ファイバに入力されるため、増幅用光ファイバの希土類元素から自然放出光が発生して、この自然放出光が増幅用光ファイバにより増幅された光が出力される場合がある。
　そこで、本発明は、出力されるレーザ光の立ち上がり期間を短くしつつ、出力時以外における光の出力を抑制することができるファイバレーザ装置を提供することを目的とする。
　本発明のファイバレーザ装置は、種レーザ光を出力する種レーザ光源と、励起光を出力する励起光源と、前記種レーザ光と前記励起光とが入力され、前記励起光により励起状態とされる希土類元素が添加され、前記種レーザ光を増幅してレーザ光として出力する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が入力され、所定強度以上の光を波長変換する波長変換器と、前記波長変換器から出力される前記レーザ光が入力され、前記種レーザ光と同じ波長帯域の光が前記波長変換器に入力されるとき、前記波長変換器において波長変換される光を透過し、前記波長変換器において波長変換されない光の透過が抑制される波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタから出力されるレーザ光を出力する出力部と、少なくとも前記種レーザ光源と前記励起光源とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が予備励起状態から出力状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御し、前記予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されない共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記励起光は、前記励起光により前記増幅用光ファイバで発生して出力される光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、前記出力状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が前記波長変換器において波長変換される強度となるような強度とされることを特徴とするものである。
　このようなファイバレーザ装置によれば、制御部は、予備励起状態において、種レーザ光が出力されないように種レーザ光源を制御すると共に、増幅用光ファイバに励起光が入力されるように励起光源を制御する。このため、増幅用光ファイバの希土類元素の励起状態は徐々に高くされる。ところで、増幅用光ファイバは、励起光により励起状態とされる希土類元素の誘導放出により、種レーザ光源から出力される種レーザ光が増幅されるように構成される。しかし、予備励起状態においては、種レーザ光が増幅用光ファイバに入力されないため、増幅用光ファイバからは、励起された希土類元素による自然放出光のみが出力される。この自然放出光は、スペクトルの幅が広く、強度の尖塔値が小さいことが知られている。そして、予備励起状態においては、増幅用光ファイバから自然放出光が増幅された光が出力されても、出力された光が波長変換器において波長変換されないように、励起光の強度が制御される。このため、自然放出光が増幅されて出力される場合であっても、波長変換器から出力され波長選択フィルタに入力される光は、波長選択フィルタにおいて透過が抑制される。こうして、予備励起状態において、出力部から不要な光が出力されることが抑制できる。
　次に制御部は、出力状態として、励起光源と種レーザ光源とを制御して、励起光と種レーザ光とが増幅用光ファイバに入力されるようにする。このとき増幅用光ファイバにおいて増幅されてレーザ光として出力される光が波長変換器において波長変換される強度となるように、種レーザ光源と励起光源とが制御される。そして、波長変換器で波長変換されるレーザ光は、波長選択フィルタに入力され、波長選択フィルタを透過して出力部から出力される。このとき、予備励起状態において増幅用光ファイバの希土類元素が励起状態とされているため、予備励起状態から出力状態になった状態において、出力部から出力されるレーザ光の立ち上がり期間を短くすることができる。
　或いは、本発明のファイバレーザ装置は、種レーザ光を出力する種レーザ光源と、励起光を出力する励起光源と、前記種レーザ光と前記励起光とが入力され、前記励起光により励起状態とされる希土類元素が添加され、前記種レーザ光を増幅してレーザ光として出力する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が入力され、所定強度以上の光を波長変換する波長変換器と、前記波長変換器から出力される前記レーザ光が入力され、前記種レーザ光と同じ波長帯域の光が前記波長変換器に入力されるとき、前記波長変換器において波長変換される光を透過し、前記波長変換器において波長変換されない光の透過が抑制される波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタから出力されるレーザ光を出力する出力部と、少なくとも前記種レーザ光源と前記励起光源とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が予備励起状態から出力状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御し、前記予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力される共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、前記出力状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力されるレーザ光が前記波長変換器において波長変換される強度となるような強度とされることを特徴とするものである。
　このようなファイバレーザ装置によれば、予備励起状態において、増幅用光ファイバに種レーザ光が入力されるため、励起光による希土類元素の励起と種レーザ光による希土類元素の緩和とのバランスを取ることができる。従って、希土類元素が不安定になるほど励起されてしまうことを抑制でき、予備励起状態において、意図しないレーザ発振を抑制することができる。
　また、増幅用光ファイバに入力される種レーザ光は、増幅用光ファイバの希土類元素による誘導放出により増幅されて、波長変換器に入力される。しかし、予備励起状態においては、種レーザ光源から出力される種レーザ光、及び、励起光源から出力される励起光は、増幅用光ファイバから出力されるレーザ光が波長変換器において波長変換されない強度とされる。従って、増幅用光ファイバから出力されるレーザ光は、波長変換器から波長選択フィルタに入力されるが、波長選択フィルタにおいて透過がされない。このため、予備励起状態において、不要な光の出力が抑制できる。
　さらに、上記ファイバレーザ装置において、前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が前記出力状態から前記予備励起状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御することとされても良い。
　また、上記ファイバレーザ装置において、前記出力状態における前記種レーザ光はパルス光であり、前記予備励起状態における前記種レーザ光は連続光であっても良い。
　また、上記ファイバレーザ装置において、前記予備励起状態における前記励起光の強度は、前記出力状態における前記励起光の強度以下であっても良い。
　或いは、本発明のファイバレーザ装置は、種レーザ光を出力する種レーザ光源と、励起光を出力する励起光源と、前記種レーザ光と前記励起光とが入力され、前記励起光により励起状態とされる希土類元素が添加され、前記種レーザ光を増幅してレーザ光として出力する増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が入力され、所定強度以上の光を波長変換する波長変換器と、前記波長変換器から出力される前記レーザ光が入力され、前記種レーザ光と同じ波長帯域の光が前記波長変換器に入力されるとき、前記波長変換器において波長変換される光を透過し、前記波長変換器において波長変換されない光の透過が抑制される波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタから出力されるレーザ光を出力する出力部と、少なくとも前記種レーザ光源と前記励起光源とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が第１予備励起状態から第２予備励起状態になり、第２予備励起状態から出力状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御し、前記第１予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されない共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記励起光は、前記励起光により前記増幅用光ファイバで発生して出力される光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、前記第２予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力される共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、前記出力状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力されるレーザ光が前記波長変換器において波長変換される強度となるような強度とされることを特徴とするものである。
　このようなファイバレーザ装置によれば、第１予備励起状態において、希土類元素を高く励起し、第２予備励起状態において種レーザ光により希土類元素が不安定になるほど励起されてしまうことを抑制できるため、出力状態となる際において、希土類元素の励起が、安定して高い状態とされるため、よりレーザ光の立ちあがり時間を短くすることができる。
　また、上記ファイバレーザ装置において、前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が前記出力状態から前記第１予備励起状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御することが好ましい。
　このように構成することで、次に出力状態とする際のレーザ光の立ちあがり期間をさらに短くすることができる。
　また、上記ファイバレーザ装置において、前記出力状態における前記種レーザ光はパルス光であり、前記第２予備励起状態における前記種レーザ光は連続光とされても良い。
　また、上記ファイバレーザ装置において、前記第１予備励起状態における前記励起光の強度は、前記出力状態における前記励起光の強度以下とされても良い。
　また、上記ファイバレーザ装置において、前記第２予備励起状態における前記励起光の強度と、前記出力状態における前記励起光の強度とが同じとされても良い。
　本発明によれば、出力されるレーザ光の立ち上がり期間を短くしつつ、出力時以外における光の出力を抑制することができるファイバレーザ装置が提供される。
本発明の第１実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。 図１の種レーザ光源を示す図である。 図１のファイバレーザ装置の動作を模式的に示したタイミングチャートである。 本発明第２実施形態に係るファイバレーザ装置の動作を模式的に示したタイミングチャートである。 本発明第３実施形態に係るファイバレーザ装置の動作を模式的に示したタイミングチャートである。
　以下、本発明に係るファイバレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　図１は、本発明の第１実施形態に係るファイバレーザ装置を示す図である。
　図１に示すように、ファイバレーザ装置１００は、波長λ１の種レーザ光を出力する種レーザ光源１０と、励起光を出力する励起光源２０と、励起光と種レーザ光とが入力される増幅用光ファイバ３０と、励起光と種レーザ光とを増幅用光ファイバ３０に入力する光カプラ４０と、増幅用光ファイバ３０から出力される光の波長変換を行う波長変換器７１と、波長変換器７１から出力される光の透過または透過の抑制をする波長選択フィルタ７３と、波長選択フィルタ７３から出力される光を出力する出力部５０と、種レーザ光源１０と励起光源２０とを制御する制御部６０と、出力部５０からレーザ光を出力させるように制御部６０に出力命令を入力する出力命令部６５とを主な構成として備える。
　図２は、図１の種レーザ光源１０を示す図である。本実施形態においては、種レーザ光源１０として、ファブリペロー型のレーザ出力装置が用いられる。図２に示すように種レーザ光源１０は、励起光を出力するレーザ発振器１１と、レーザ発振器１１からの励起光が入力される希土類添加ファイバ１３と、希土類添加ファイバ１３とレーザ発振器１１との間に設けられる第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）１２と、希土類添加ファイバ１３のレーザ発振器１１とは反対側に設けられる第２ＦＢＧ１５と、第２ＦＢＧ１５と希土類添加ファイバ１３との間にもうけられるＡＯＭ（Acoustic Optical Modulator：音響光学素子）１４とを備える。
　レーザ発振器１１は、例えば半導体レーザであって、励起光を出力する。出力される励起光は、例えば、９７５ｎｍの波長である。レーザ発振器１１から出力される励起光は、第１ＦＢＧ１２を介して希土類添加ファイバ１３に入力される。希土類添加ファイバ１３には、例えば、イッテルビウム等の希土類が添加されている。希土類添加ファイバ１３において、励起光は、希土類添加ファイバ１３に添加された希土類元素に吸収される。このため、希土類元素は励起状態となる。そして、励起状態となった希土類元素は、特定の波長λ１の自然放出光を放出する。このときの自然放出光の波長λ１は、例えば、１０６４ｎｍである。この自然放出光は、希土類添加ファイバ１３を伝播し、ＡＯＭ１４に入力される。ＡＯＭ１４は、低損失な状態と高損失な状態とを周期的に繰り返すように制御されたり、低損失な状態を維持するように制御されたりする。
　そして、ＡＯＭ１４が低損失な状態と高損失な状態とを周期的に繰り返すように制御される場合、ＡＯＭ１４が高損失な状態では、ＡＯＭ１４は自然放出光の透過を抑制し、ＡＯＭ１４が低損失な状態では、ＡＯＭ１４は自然放出光を透過させる。このため、ＡＯＭ１４が低損失な状態では、自然放出光は、ＡＯＭ１４を介して、第２ＦＢＧ１５に入力される。第２ＦＢＧ１５では、希土類添加ファイバで発生する自然放出光の波長λ１と同じ波長帯域の光を約５０％以下の反射率で反射する。従って反射する自然放出光は、ＡＯＭ１４を介して再び希土類添加ファイバ１３に入力されて、希土類添加ファイバ１３の希土類元素の誘導放出により増幅される。その後、増幅された光は、第１ＦＢＧ１２に到達する。第１ＦＢＧ１２は、希土類元素が放出する自然放出光の波長λ１と同じ波長帯域の光を例えば９９．５％の反射率で反射する。このため、第１ＦＢＧ１２で反射される光は、再び希土類添加ファイバ１３に入力されて増幅される。その後、増幅された光は、ＡＯＭ１４を介して第２ＦＢＧ１５に入力され、一部の光が第２ＦＢＧ１５を透過する。このように第１ＦＢＧ１２と第２ＦＢＧ１５とでファブリペロー発振器を構成し、ＡＯＭ１４が低損失な状態と高損失な状態とを繰り返す動作に同期して、パルス状の光が増幅され、この増幅されたパルス状の光が種レーザ光として第２ＦＢＧ１５から出力される。このとき種レーザ光源１０から出力される種レーザ光の波長λ１は、例えば、１０６４ｎｍであり、パルスの繰り返し周波数は、例えば、１００ｋＨｚである。
　また、ＡＯＭ１４が低損失な状態を維持するように制御される場合、種レーザ光源１０からは、同一波長で連続光である種レーザ光が出力される。
　なお、種レーザ光源１０においては、ＡＯＭ１４が制御部６０からの制御信号により制御されることにより、パルス光や連続光としての種レーザ光の出力が制御されたり、それらの強度が制御される。
　種レーザ光源１０から出力される種レーザ光は、光カプラ４０に入力される。
　一方、励起光源２０は、励起光を出力する複数のレーザダイオードから構成され、出力する励起光の強度が、制御部６０からの制御信号によって調整される。励起光源２０は、増幅用光ファイバ３０の希土類元素を励起状態とする励起光を出力し、励起光源２０から出力される励起光は光カプラ４０に入力される。なお、励起光源２０から出力される励起光は、例えば、９７５ｎｍの波長である。
　光カプラ４０は、種レーザ光源１０からの種レーザ光が入力される入力ポート４１と、励起光源２０からの励起光が入力される励起光入力ポート４２と、種レーザ光源１０からの種レーザ光及び励起光を出力する出力ポート４３とを有する。入力ポート４１は、種レーザ光源１０からの種レーザ光をシングルモード光として伝播するシングルモードファイバから構成される。励起光入力ポート４２は、励起光源２０から出力される励起光をマルチモード光として伝播するマルチモードファイバから構成される。出力ポート４３は、コアと、コアを被覆するクラッドと、クラッドを被覆する樹脂クラッドとを有するダブルクラッドファイバから構成され、コアによりレーザ光をシングルモード光として伝播し、コア及びクラッドにより励起光をマルチモード光として伝播する構成となっている。出力ポート４３から出力される種レーザ光及び励起光は、増幅用光ファイバ３０に入力される。
　増幅用光ファイバ３０は、希土類元素が添加されるコアと、コアを被覆するクラッドと、クラッドを被覆する樹脂クラッドとを有するダブルクラッドファイバから構成される。コアは、光カプラ４０から出力される種レーザ光をシングルモード光として伝播し、コア及びクラッドにより光カプラ４０から出力される励起光をマルチモード光として伝播する。そして、励起光がコアを通過する際、コアに添加される希土類元素が励起状態とされて、励起状態とされる希土類元素は、コアを伝播する種レーザ光により誘導放出を起こし、この誘導放出により種レーザ光が増幅される。増幅される種レーザ光は、波長λ１のレーザ光として増幅用光ファイバ３０から出力される。増幅用光ファイバ３０は、例えば、コアの直径が１０μｍで、クラッドの外径が１２５μｍであり、コアには、希土類元素として、エルビウムが添加されている。
　波長変換器７１は、波長変換用光ファイバにより構成され、所定の強度以上の光が入力されると、その光の波長を変換する。具体的には、波長変換器７１は、波長がλ１で所定強度以上の光が入力されると、誘導ラマン散乱により、波長変換器７１に入力された光を波長λ１より長波長の波長λ２の光に変換する。このため波長変換器７１からは、入力される光よりも長波長の光が出力される。このような波長変換用の光ファイバとしては、コアとクラッドとから構成される光ファイバであって、コアに非線形光学定数を上昇させるドーパントが添加される光ファイバが挙げられる。このようなドーパントとしては、ゲルマニウムやリンが挙げられる。例えば、波長変換器７１は、ゲルマニウムが７～８質量％添加されたコアの直径が５μｍのシングルモードファイバであり、長さが２０ｍとされ、パルス光の尖塔値の強度が７０Ｗ以上で波長λ１が１０６４ｎｍの光が入力されると、波長λ２が１１２０ｎｍのレーザ光が出力され、強度が７０Ｗより低い光が入力されると波長変換されないように構成される。
　波長選択フィルタ７３は、種レーザ光源１０から出力される波長λ１の種レーザ光と同じ波長帯域の光が波長変換器７１を介して入力される場合、波長変換器７１において波長変換されて入力される波長λ２の光を透過させ、波長変換器７１において波長変換されずに入力される波長λ１の光の透過を抑制する。従って、増幅用光ファイバ３０から強度の強い波長λ１のレーザ光が出力され、波長変換器７１においてレーザ光が波長λ２に波長変換される場合、波長選択フィルタ７３に入力される波長λ２のレーザ光は、波長選択フィルタ７３を透過する。一方、増幅用光ファイバ３０から強度の弱い波長λ１のレーザ光が出力され、波長変換器７１においてレーザ光が波長変換されない場合、波長選択フィルタ７３に入力される波長λ１のレーザ光は、波長選択フィルタ７３において透過が抑制される。
　波長選択フィルタ７３は、例えば、誘電体多層膜フィルタやフォトニック・バンド・ギャップ・ファイバ等により構成される。例えば、波長変換器７１に波長λ１が１０６４ｎｍのレーザ光が入力され、波長変換器７１において波長変換されて、波長λ２が１１２０ｎｍのレーザ光が波長選択フィルタ７３に入力される場合、このレーザ光は波長選択フィルタ７３を透過する。一方、波長変換器７１に波長λ１が１０６４ｎｍのレーザ光が入力され、波長変換器７１において波長変換されずに１０６４ｎｍのレーザ光が波長選択フィルタ７３に入力される場合、レーザ光は波長選択フィルタ７３において透過が抑制される。
　出力部５０は、波長選択フィルタ７３を透過するレーザ光をファイバレーザ装置１００の外部に出力する。なお、上記のように種レーザ光源１０からパルス状の種レーザ光が出力される場合、出力部５０からは、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光と同期するパルス状のレーザ光が出力される。
　出力命令部６５は、出力部５０からレーザ光を出力させるための出力命令を制御部６０に入力する。
　制御部６０は、出力命令部６５からの出力命令に基づいて種レーザ光源１０及び励起光源２０を制御する。具体的には、制御部６０は、種レーザ光源１０におけるレーザ発振器１１やＡＯＭ１４を制御して、種レーザ光源１０からの種レーザ光の出力の有無や強度、及び、種レーザ光をパルス光や連続光にする制御を行う。さらに制御部６０は、励起光源２０を制御して、励起光源２０から出力される励起光の有無や、励起光源２０から出力される励起光の強度を制御する。
　次に、ファイバレーザ装置１００の動作について図３を用いて説明する。
　図３は、ファイバレーザ装置１００の動作を模式的に示したタイミングチャートである。
　図３は、出力命令部６５から制御部６０に入力される出力命令と、励起光源２０から出力される励起光の強度と、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光の強度と、増幅用光ファイバ３０の希土類元素の励起状態と、出力部５０から出力されるレーザ光の強度とを模式的に表している。なお、図３において、出力命令がＨの状態が、出力命令部６５から制御部６０に出力命令が入力される状態を表し、励起光の強度が高く表されている程、強度の強い励起光が励起光源２０から出力されている状態を示し、種レーザ光の強度が高く表されている程、種レーザ光源１０から強度の強い種レーザ光が出力されている状態を示し、希土類元素の励起状態が高く表されている程、増幅用光ファイバ３０の希土類元素が高い励起状態であることを示し、出力されるレーザ光の強度が高く表されている状態程、出力部５０から出力されるレーザ光の強度が強い状態を示す。
　まず、ファイバレーザ装置１００の図示しない電源がオンにされ、制御部６０に電力が供給される。
　制御部６０は、電力が供給されると、出力命令部６５からの出力命令を待つ。
　次に、時刻ｔ１において、出力命令部６５から制御部６０に出力命令が入力されると、制御部６０は、励起光源２０を予備励起状態として制御し、励起光源２０から予め定められる一定時間Ｔａだけ、予め定められる強度Ｒ１の予備励起光を出力させる。さらに、制御部６０は、種レーザ光源１０を予備励起状態として制御して、種レーザ光が出力されないようにする。なお、このときの種レーザ光源１０の制御には、種レーザ光源１０に対して特に命令を行わないことも含まれる。このとき増幅用光ファイバ３０には、予備励起光のみが入力されるため、増幅用光ファイバ３０の希土類元素の励起状態は徐々に高くされる。このときの予備励起光の強度Ｒ１は、例えば２Ｗとされ、一定時間Ｔａは、例えば１００μ秒とされる。
　こうして、時刻ｔ１から予め定められる一定時間Ｔａが経過する予備励起状態の終了時点において、希土類元素の励起状態の高さは、一定の励起状態Ｓ１とされる。
　ところで、増幅用光ファイバ３０の希土類元素が励起されると、希土類元素は種レーザ光源１０から出力される種レーザ光の波長λ１と同一の波長帯域を含む自然放出光を発生する。この自然放出光は、増幅用光ファイバ３０において増幅されて出力される。このとき増幅用光ファイバ３０から出力される光は、上記のように予備励起光の強度Ｒ１が２Ｗとされる場合に、尖塔値が１Ｗ程度以下とされる。増幅用光ファイバから出力される光は、増幅用光ファイバ３０から波長変換器７１に入力する。しかし、このときに増幅用光ファイバ３０から出力される光は、強度が弱いため、波長変換器７１において波長変換されない。このように、予備励起光により増幅用光ファイバ３０で発生する波長λ１の自然放出光が増幅されて出力されても、出力された光が波長変換器７１で波長変換されないように、予備励起光の強度Ｒ１は制御されている。こうして波長変換器７１で波長変換されない波長λ１の光は、波長選択フィルタ７３に入力される。しかし、波長選択フィルタ７３では、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光と同じ波長帯域の光の透過が抑制されるため、波長変換器７１から出力される波長λ１の光は、波長選択フィルタ７３の透過が抑制される。こうして、予備励起状態においては、出力部５０から光が出力されることが抑制される。
　次に、時刻ｔ１から予め定められる一定時間Ｔａが経過する時刻ｔ２において、制御部６０は、励起光源２０を出力状態として、予め定められる強度Ｒ２の励起光を出力させる。さらに、制御部６０は、時刻ｔ２において、種レーザ光源１０を制御して、種レーザ光源１０から強度Ｈで波長λ１のパルス状の種レーザ光を出力させる。このときの励起光の強度Ｒ２は、例えば６Ｗとされ、種レーザ光の尖塔値の強度Ｈは、例えば４Ｗとされる。
　出力状態において、励起光源２０から強度Ｒ２の励起光が出力され、種レーザ光源１０から種レーザ光が出力されると、増幅用光ファイバ３０の希土類元素は、さらに高い励起状態とされながら種レーザ光による誘導放出を起こし、種レーザ光の強度を増幅させる。このため、増幅用光ファイバ３０からは、増幅された波長λ１のパルス状のレーザ光が出力される。
　増幅用光ファイバ３０から出力される波長λ１のレーザ光は、波長変換器７１に入力される。このとき波長変換器７１に入力するレーザ光の強度は、波長変換器７１で波長変換される強度とされる。従って、波長変換器７１に入力される波長λ１のレーザ光は、波長変換器７１において波長λ１よりも長波長の波長λ２のレーザ光に変換される。このように出力状態においては、増幅用光ファイバ３０から出力されるレーザ光が波長変換器７１において波長変換される強度となるように、制御部６０は、励起光源２０から出力される励起光の強度Ｒ２、及び、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光の強度Ｈを制御する。
　波長変換器７１から出力される波長λ２のレーザ光は、波長選択フィルタ７３に入力される。波長選択フィルタ７３では、種レーザ光源１０から出力される波長λ１の種レーザ光と同じ波長帯域の光が波長変換器７１で波長変換されて出力される波長λ２の光を透過させるため、波長選択フィルタ７３に入力される波長λ２のレーザ光は、波長選択フィルタ７３を透過する。
　こうして波長選択フィルタ７３を透過するレーザ光は、出力部５０から出力される。
　ただし、時刻ｔ２を経過して間もない時点においては、出力部５０から出力されるレーザ光の強度は、本来出力されるべきレーザ光の強度Ｐ１には達しない。そして、時刻ｔ２から期間Ｔｂが経過する時刻ｔ３になると、希土類元素の励起状態がＳ２とされる。こうして、出力部５０から本来出力されるべき強度Ｐ１のレーザ光が出力され、レーザ光の出力が安定する。この時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間（期間Ｔｂ）は、出力部５０から出力されるレーザ光の立ち上がり期間となる。例えば、電源が投入されて最初のレーザ光の出力の場合に、上記のように予備励起光の強度Ｒ１が２Ｗとされ、一定時間Ｔａが１００μ秒とされ、励起光の強度Ｒ２が６Ｗとされ、種レーザ光の尖塔値の強度Ｈが４Ｗされる場合、期間Ｔｂは５０μ秒以下となる。
　次に時刻ｔ４において、出力命令部６５から出力命令が入力されなくなると、制御部６０は、種レーザ光源１０からの種レーザ光の出力と、励起光源２０からの励起光の出力とを停止させる。このため、出力部５０から出力されるレーザ光が停止される。そして、制御部６０は、再び出力命令部６５からの出力命令を待つ。
　本実施形態におけるファイバレーザ装置１００によれば、出力命令部６５から出力命令が制御部６０に入力されると、制御部６０は、予備励起状態として、励起光源２０と種レーザ光源１０とを制御し、種レーザ光源１０から種レーザ光を出力させないと共に、増幅用光ファイバ３０に予備励起光を一定時間Ｔａ入力する。このため、増幅用光ファイバ３０の希土類元素の励起状態が徐々に高くされる。ところで、増幅用光ファイバ３０は、励起光により励起状態とされる希土類元素の誘導放出により、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光が増幅されるよう構成される。しかし、予備励起状態においては、種レーザ光が増幅用光ファイバ３０に入力されないため、増幅用光ファイバ３０からは、励起された希土類元素による自然放出光のみが出力される。この自然放出光は、スペクトルの幅が広く、強度の尖塔値が小さいことが知られている。そして、予備励起状態においては、増幅用光ファイバ３０から自然放出光が増幅された波長λ１の光が出力されても、この波長λ１の光が波長変換器７１において波長λ２の光に波長変換されないように、予備励起光の強度が制御される。このため、増幅用光ファイバ３０から自然放出光が増幅された光が出力される場合であっても、波長変換器７１から出力され波長選択フィルタ７３に入力される波長λ１の光は、波長選択フィルタ７３において透過が抑制される。こうして、予備励起状態においては、出力部５０から不要な光が出力されることが抑制される。
　また、制御部６０は、予備励起状態に続く出力状態として、励起光源２０と種レーザ光源１０とを制御して、励起光と波長λ１の種レーザ光とが増幅用光ファイバ３０に入力されるようにする。このとき増幅用光ファイバ３０においては、励起光により励起状態とされる希土類元素が種レーザ光による誘導放出を起こし、この誘導放出により種レーザ光が増幅されて波長λ１のレーザ光として出力される。このとき増幅用光ファイバ３０から出力されるレーザ光が波長変換器７１において波長λ１よりも長波長の波長λ２のレーザ光に波長変換される強度となるように、種レーザ光源１０と励起光源２０とが制御される。波長変換器７１で波長変換されて出力される波長λ２のレーザ光は、波長選択フィルタ７３に入力されて、波長選択フィルタ７３を透過し、出力部５０から出力される。また、出力状態で出力されるレーザ光は、予備励起状態において増幅用光ファイバ３０の希土類元素が励起状態とされているため、立ち上がり期間Ｔｂが短くされる。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態は、第１実施形態において説明したファイバレーザ装置１００を用いたファイバレーザ装置である。
　図４は、本発明の第２実施形態に係るファイバレーザ装置１００の動作を表すタイミングチャートである。
　図５に示すように、時刻ｔ１において、出力命令部６５から制御部６０に出力命令が入力されると、制御部６０は、予備励起状態として、励起光源２０から、予め定められる一定時間Ｔａだけ、強度Ｒ１の予備励起光を出力させると共に、種レーザ光源１０から、予め定められる一定強度Ｌの微弱な種レーザ光を出力させる。この微弱な種レーザ光は、連続光であり、波長が第１実施形態の種レーザ光と同様とされる。このように本実施形態は、予備励起状態において、種レーザ光源１０から微弱な種レーザ光が出力される点において、第１実施形態と異なる。なお、この微弱な種レーザ光の強度Ｌは、例えば、１Ｗとされる。
　次に、予備励起光及び微弱な種レーザ光の強度について説明する。本実施形態おいては、予備励起状態において、励起光源２０から予備励起光が増幅用光ファイバ３０に入力されると共に、種レーザ光源１０から波長λ１の微弱な種レーザ光が増幅用光ファイバ３０に入力される。このため、増幅用光ファイバ３０では、予備励起光により希土類元素の励起状態が高くされると共に、微弱な種レーザ光により希土類元素が誘導放出を起こす。微弱な種レーザ光は、この希土類元素の誘導放出により増幅されて、波長λ１のレーザ光として増幅用光ファイバ３０から出力され、波長変換器７１に入力される。このとき波長変換器７１に入力するレーザ光は、波長変換器７１において波長変換されない強度とされる。つまり、予備励起状態においては、増幅用光ファイバからレーザ光が出力されてもレーザ光が波長変換器７１において波長変換されない強度となるように、予備励起光及び微弱な種レーザ光の強度が制御される。
　増幅用光ファイバから出力される波長λ１のレーザ光は、波長選択フィルタ７３に入力される。しかし、波長選択フィルタ７３では、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光と同じ波長帯域の光の透過が抑制されるため、波長変換器７１から出力される波長λ１の光は、波長選択フィルタ７３の透過が抑制される。こうして、予備励起状態においては、出力部５０から光が出力されることが抑制される。
　そして、時刻ｔ１から予め定められる一定時間Ｔａが経過する時刻ｔ２において、制御部６０は、励起光源２０と種レーザ光源１０とを出力状態にする。
　本実施形態におけるファイバレーザ装置１００によれば、予備励起状態において、増幅用光ファイバ３０に種レーザ光が入力されるため、励起光による希土類元素の励起と種レーザ光による希土類元素の緩和とのバランスを取ることができる。従って、希土類元素が不安定になるほど励起されてしまうことを抑制でき、予備励起状態において、意図しないレーザ発振を抑制することができる。
　また、予備励起状態において、増幅用光ファイバ３０では、希土類元素の誘導放出により、微弱なレーザ光が増幅されて波長λ１のレーザ光として出力される。しかし、種レーザ光源１０から出力される微弱なレーザ光、及び、励起光源２０から出力される予備励起光は、増幅用光ファイバ３０から出力されるレーザ光が波長変換器７１において、波長λ１から波長λ２の光に波長変換されない強度とされる。このため、波長変換器７１から波長選択フィルタ７３に入力されるレーザ光は、波長選択フィルタ７３において透過が抑制される。こうして、予備励起状態において、不要な光の出力が抑制できる。
　（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して詳細に説明する。なお、第１、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態は、第１実施形態において説明したファイバレーザ装置１００を用いたファイバレーザ装置である。
　図５は、本発明の第３実施形態に係るファイバレーザ装置１００の動作を表すタイミングチャートである。
　まず、時刻ｔ０において、ファイバレーザ装置１００の図示しない電源がオンにされ、制御部６０に電力が供給される。
　制御部６０は、電力が供給されると、励起光源２０を第１予備励起状態として制御し、励起光源２０から予め定められる強度Ｒ１の第１予備励起光を出力させる。さらに、制御部６０は、種レーザ光源１０を第１予備励起状態として制御して、種レーザ光が出力されないようにする。なお、このときの種レーザ光源１０の制御には、種レーザ光源１０に対して特に命令を行わないことも含まれる。このように増幅用光ファイバ３０には、予備励起光のみが入力されるため、増幅用光ファイバ３０の希土類元素の励起状態は徐々に高くされる。なお、このときの第１予備励起光の強度Ｒ１は、第１実施形態における予備励起光の強度Ｒ１と同じ強度とされる。このように本実施形態では、出力命令部６５から出力命令が入力される前に第１予備励起光が出力される点で、第１、第２実施形態と異なる。
　こうして、第１予備励起状態において、希土類元素の励起状態の高さは、一定の励起状態Ｓ１とされる。そして、制御部は、この第１予備励起状態を維持して、出力命令部６５からの出力命令を待つ。
　なお、第１予備励起状態においては、増幅用光ファイバ３０は、種レーザ光の波長λ１と同一波長帯域の自然放出光を発生し、この自然放出光は、増幅用光ファイバ３０において増幅されて出力される。このとき増幅用光ファイバ３０から出力される光の尖塔値は、上記のように第１予備励起光の強度Ｒ１が第１実施形態における予備励起光の強度Ｒ１と同じ２Ｗとされる場合に、１Ｗ以下とされる。増幅用光ファイバ３０から出力される光は、増幅用光ファイバ３０から波長変換器７１に入力する。しかし、第１実施形態の予備励起状態と同様に、第１予備励起光により増幅用光ファイバ３０で発生する波長λ１の自然放出光が増幅されて出力されても、出力された光が波長変換器７１で波長変換されないように、第１予備励起光の強度は制御される。従って、波長変換器７１から出力される波長λ１の光は、波長選択フィルタ７３の透過が抑制される。よって、第１予備励起状態においては、出力部５０から光が出力されることが抑制される。
　次に、時刻ｔ１において、出力命令部６５から制御部６０に出力命令が入力されると、制御部６０は、第２予備励起状態として、励起光源２０から、予め定められる一定時間Ｔａだけ、強度Ｒ２の第２予備励起光を出力させると共に、種レーザ光源１０から、予め定められる一定強度Ｌの微弱な種レーザ光を出力させる。この第２予備励起光の強度Ｒ２は、第１予備励起光の強度よりも強い強度であり、第１実施形態の励起光の強度Ｒ２と同じ強度とされる。また、微弱な種レーザ光は、連続光であり、波長と強度が第２実施形態の種レーザ光と同様とされる。
　このように励起光源２０から第２予備励起光が増幅用光ファイバ３０に入力されると共に、種レーザ光源１０から波長λ１の微弱なレーザ光が増幅用光ファイバ３０に入力されると、増幅用光ファイバ３０では、第２予備励起光により希土類元素の励起状態が更に高くされると共に、微弱な種レーザ光により希土類元素が誘導放出を起こす。微弱な種レーザ光は、この希土類元素の誘導放出により増幅されて、波長λ１のレーザ光として増幅用光ファイバ３０から出力され、波長変換器７１に入力される。しかし、このとき波長変換器７１に入力するレーザ光は、波長変換器７１において波長変換されない強度とされる。つまり、第２予備励起状態においては、増幅用光ファイバからレーザ光が出力されてもレーザ光が波長変換器７１において波長変換されない強度となるように、第２予備励起光の強度Ｒ２及び微弱な種レーザ光の強度Ｌが制御される。従って、第２予備励起状態においては、出力部５０から光が出力されることが抑制される。
　そして、時刻ｔ１から予め定められる一定時間Ｔａが経過する時刻ｔ２において、制御部６０は、励起光源２０と種レーザ光源１０とを出力状態として、励起光源から第２予備励起光の強度と同じ強度Ｒ２の励起光を出力し、種レーザ光源１０から強度Ｈの種レーザ光を出力する。こうして、時刻ｔ２から時刻ｔ３において、出力部５０から出力されるレーザ光が立ちあがり、時刻ｔ３において強度Ｐ１のレーザ光が出力される。
　次に時刻ｔ４において、出力命令部６５から出力命令が入力されなくなると、制御部６０は、励起光源２０及び種レーザ光源１０を第１予備励起状態として制御する。このため、増幅用光ファイバの希土類元素の励起状態は、徐々に下がり、所定の時間後の時刻ｔ５において励起状態がＳ１となる。こうして、制御部６０は再び出力命令部６５からの出力命令を待つ。
　本実施形態によるファイバレーザ装置１００によれば、出力状態となる際において、希土類元素の励起状態が、より高い状態とされるため、よりレーザ光の立ちあがり時間を短くすることができる。
　以上、本発明について、第１～第３実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、第１～第３実施形態において、種レーザ光源１０として、ファブリペロー型のレーザ出力装置が用いられたが、ファイバリング型のレーザ出力装置やレーザダイオードが用いられても良い。
　また、第１～第３実施形態において、出力状態において、種レーザ光源１０から出力される種レーザ光は、パルス光とされたが、連続光でも良い。
　また、第１、第２実施形態において、予備励起状態において励起光源２０から出力される予備励起光の強度は、出力状態において励起光源２０から出力される励起光よりも弱い強度とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、予備励起状態において励起光源２０から出力される予備励起光と、出力状態において励起光源２０から出力される励起光とが、同じ強度の励起光であってもよい。この場合、出力準備状態と出力状態とで、励起光源２０を同じ状態とすればよいため、制御部の負荷を軽くすることができる。
　また、第３実施形態において、第１予備励起状態において励起光源２０から出力される第１予備励起光の強度は、出力状態において励起光源２０から出力される励起光よりも弱い強度とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、第１予備励起状態において励起光源２０から出力される第１予備励起光と、出力状態において励起光源２０から出力される励起光とが、同じ強度の励起光であってもよい。
　また、第３実施形態において、第２予備励起状態において励起光源２０から出力される第２予備励起光の強度は、出力状態において励起光源２０から出力される励起光と同じ強度とされたが、本発明はこれに限らない。例えば、第２予備励起状態において励起光源２０から出力される第２予備励起光は、出力状態において励起光源２０から出力される励起光よりも強度が弱いものであってもよい。
　また、第１、第２実施形態において、予備励起状態は、出力状態の前の一定期間としたが、本発明はこれに限らない。予備励起状態は、出力状態の前の一定の期間としなくとも良く、例えば、出力状態以外のすべての期間において、予備励起状態として、励起光源２０から予備励起光を出力させても良い。
　同様に第３実施形態において、第２予備励起状態は、出力状態の前の一定期間としたが、本発明はこれに限らず、第２予備励起状態は、出力状態の前の一定の期間としなくとも良い。
　さらに、増幅用光ファイバ３０は、種レーザ光をシングルモード光として伝播するものとしたが、数モードの光を伝播できる構成であっても良い。
　また、出力命令部６５は、出力命令を制御部６０に入力する構成であればよく、出力命令がファイバレーザ装置の外部において生成され、出力命令部６５を介して、制御部６０に入力されるものであっても良い。
　本発明によれば、出力されるレーザ光の立ち上がり期間を短くしつつ、出力時以外における光の出力を抑制することができるファイバレーザ装置が提供される。
　１０・・・種レーザ光源
　１１・・・励起光源
　１２・・・第１ＦＢＧ
　１３・・・希土類添加ファイバ
　１４・・・ＡＯＭ
　１５・・・第２ＦＢＧ
　２０・・・励起光源
　３０・・・増幅用光ファイバ
　４０・・・光カプラ
　５０・・・出力部
　６０・・・制御部
　６５・・・出力命令部
　７１・・・波長変換器
　７３・・・波長選択フィルタ

Claims (10)

  1. 　種レーザ光を出力する種レーザ光源と、
    　励起光を出力する励起光源と、
    　前記種レーザ光と前記励起光とが入力され、前記励起光により励起状態とされる希土類元素が添加され、前記種レーザ光を増幅してレーザ光として出力する増幅用光ファイバと、
    　前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が入力され、所定強度以上の光を波長変換する波長変換器と、
    　前記波長変換器から出力される前記レーザ光が入力され、前記種レーザ光と同じ波長帯域の光が前記波長変換器に入力されるとき、前記波長変換器において波長変換される光を透過し、前記波長変換器において波長変換されない光の透過が抑制される波長選択フィルタと、
    　前記波長選択フィルタから出力されるレーザ光を出力する出力部と、
    　少なくとも前記種レーザ光源と前記励起光源とを制御する制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が予備励起状態から出力状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御し、
    　前記予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されないと共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記励起光は、前記励起光により前記増幅用光ファイバで発生して出力される光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、
    　前記出力状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が前記波長変換器において波長変換される強度となるような強度とされる
    ことを特徴とするファイバレーザ装置。
  2. 　種レーザ光を出力する種レーザ光源と、
    　励起光を出力する励起光源と、
    　前記種レーザ光と前記励起光とが入力され、前記励起光により励起状態とされる希土類元素が添加され、前記種レーザ光を増幅してレーザ光として出力する増幅用光ファイバと、
    　前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が入力され、所定強度以上の光を波長変換する波長変換器と、
    　前記波長変換器から出力される前記レーザ光が入力され、前記種レーザ光と同じ波長帯域の光が前記波長変換器に入力されるとき、前記波長変換器において波長変換される光を透過し、前記波長変換器において波長変換されない光の透過が抑制される波長選択フィルタと、
    　前記波長選択フィルタから出力されるレーザ光を出力する出力部と、
    　少なくとも前記種レーザ光源と前記励起光源とを制御する制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が予備励起状態から出力状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御し、
    　前記予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、
    　前記出力状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力されるレーザ光が前記波長変換器において波長変換される強度となるような強度とされる
    ことを特徴とするファイバレーザ装置。
  3. 　前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が前記出力状態から前記予備励起状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
  4. 　前記出力状態における前記種レーザ光はパルス光であり、前記予備励起状態における前記種レーザ光は連続光であることを特徴とする請求項２または３に記載のファイバレーザ装置。
  5. 　前記予備励起状態における前記励起光の強度は、前記出力状態における前記励起光の強度以下とされることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  6. 　種レーザ光を出力する種レーザ光源と、
    　励起光を出力する励起光源と、
    　前記種レーザ光と前記励起光とが入力され、前記励起光により励起状態とされる希土類元素が添加され、前記種レーザ光を増幅してレーザ光として出力する増幅用光ファイバと、
    　前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が入力され、所定強度以上の光を波長変換する波長変換器と、
    　前記波長変換器から出力される前記レーザ光が入力され、前記種レーザ光と同じ波長帯域の光が前記波長変換器に入力されるとき、前記波長変換器において波長変換される光を透過し、前記波長変換器において波長変換されない光の透過が抑制される波長選択フィルタと、
    　前記波長選択フィルタから出力されるレーザ光を出力する出力部と、
    　少なくとも前記種レーザ光源と前記励起光源とを制御する制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が第１予備励起状態から第２予備励起状態になり、第２予備励起状態から出力状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御し、
    　前記第１予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されない共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記励起光は、前記励起光により前記増幅用光ファイバで発生して出力される光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、
    　前記第２予備励起状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力される共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力される前記レーザ光が前記波長変換器において波長変換されない強度となるような強度とされ、
    　前記出力状態においては、前記種レーザ光源から前記種レーザ光が出力されると共に、前記励起光源から前記励起光が出力され、前記種レーザ光及び前記励起光は、前記増幅用光ファイバから出力されるレーザ光が前記波長変換器において波長変換される強度となるような強度とされる
    ことを特徴とするファイバレーザ装置。
  7. 　前記制御部は、前記種レーザ光源及び前記励起光源が前記出力状態から前記第１予備励起状態になるように、前記種レーザ光源及び前記励起光源を制御することを特徴とする請求項６に記載のファイバレーザ装置。
  8. 　前記出力状態における前記種レーザ光はパルス光であり、前記第２予備励起状態における前記種レーザ光は連続光であることを特徴とする請求項６または７に記載のファイバレーザ装置。
  9. 　前記第１予備励起状態における前記励起光の強度は、前記出力状態における前記励起光の強度以下とされることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  10. 　前記第２予備励起状態における前記励起光の強度と、前記出力状態における前記励起光の強度とが同じとされることを特徴とする請求項６から９のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
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