WO2014156972A1 - 光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器 - Google Patents

光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器 Download PDF

Info

Publication number
WO2014156972A1
WO2014156972A1 PCT/JP2014/057806 JP2014057806W WO2014156972A1 WO 2014156972 A1 WO2014156972 A1 WO 2014156972A1 JP 2014057806 W JP2014057806 W JP 2014057806W WO 2014156972 A1 WO2014156972 A1 WO 2014156972A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
core
main body
light
laser medium
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/057806
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
クリスチャン シェーファー
政直 村上
Original Assignee
三星ダイヤモンド工業株式会社
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 三星ダイヤモンド工業株式会社 filed Critical 三星ダイヤモンド工業株式会社
Priority to CN201480007710.5A priority Critical patent/CN104981952B/zh
Priority to US14/774,135 priority patent/US9425577B2/en
Priority to CA2907629A priority patent/CA2907629C/en
Priority to EP14775306.5A priority patent/EP2980934B1/en
Priority to KR1020157019915A priority patent/KR101803345B1/ko
Publication of WO2014156972A1 publication Critical patent/WO2014156972A1/ja

Links

Images

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
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • 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
    • H01S3/06704—Housings; Packages
    • 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
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • 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
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using 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
    • H01S3/005—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
    • 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
    • H01S3/005—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
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • 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
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/0405—Conductive cooling, e.g. by heat sinks or thermo-electric elements
    • 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
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
    • 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
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
    • 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
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06745—Tapering of the fibre, core or active region
    • 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
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
    • 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
    • H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
    • H01S3/173—Solid materials amorphous, e.g. glass fluoride glass, e.g. fluorozirconate or ZBLAN [ ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF]

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber and a laser oscillator using the same.
  • Laser oscillators using optical fibers are widely used.
  • This laser oscillator oscillates laser light by an optical fiber using excitation light oscillated from a light source.
  • the optical fiber used for this laser oscillator is formed of fluoride glass such as ZBLAN glass doped with a laser medium such as erbium.
  • fluoride glass particularly ZBLAN glass, has a problem that it is deliquescent by moisture in the atmosphere that has absorbed the laser light from the optical fiber. That is, there is a problem that the end face of the optical fiber is damaged.
  • an end cap is joined to the end face of the optical fiber.
  • Patent Document 2 discloses that heat from an optical fiber is dissipated by sandwiching the optical fiber between two metal plates, thereby preventing damage due to heat generation of the optical fiber.
  • An object of the present invention is to suppress damage at the end of an optical fiber.
  • the optical fiber according to the first aspect of the present invention is an optical fiber for generating or amplifying laser light using pumping light.
  • the optical fiber includes a first optical fiber body, a second optical fiber body, and a first end cap.
  • the first optical fiber body has a first core and a first cladding.
  • the second optical fiber body has a second core and a second cladding, and the first end face is joined to the first end face of the first optical fiber body.
  • the first end cap is light transmissive and is joined to the second end face of the second optical fiber body.
  • the first core is doped with a laser medium.
  • the mass content of the laser medium in the second core is lower than the mass content of the laser medium in the first core.
  • the first end surface of the first optical fiber body is first deliquescent by moisture in the atmosphere that has absorbed the laser light because the second optical fiber body is joined and not exposed to the atmosphere. Can be prevented. Moreover, since the 2nd end surface of the 2nd optical fiber main body is joined to the 1st end cap and is not exposed to air
  • the second optical fiber main body is joined to the first end face of the first optical fiber main body, even if the first optical fiber main body is sandwiched by a cooling member such as a metal plate, the first optical fiber main body The first end portion can be prevented from being exposed from the cooling member. As a result, the first optical fiber main body including the first end can be sufficiently cooled, and consequently the first core can be prevented from being damaged by heat generation.
  • the second optical fiber body may be partially exposed from the cooling member, but the second core of the second optical fiber body has a lower mass content of the laser medium than that of the first core. In addition, the absorbance with respect to the excitation light is lower than that of the first core of the first optical fiber body.
  • the 1st end part of a 1st optical fiber main body means the edge part by the side to which a 2nd optical fiber main body is connected.
  • this optical fiber is preferably used so that excitation light enters from the first end cap side.
  • the first core is doped with a laser medium
  • the second core is not doped with a laser medium. According to this configuration, since the second core is not doped with a laser medium, heat generation due to absorption of excitation light is prevented. As a result, even if a part of the second optical fiber main body is exposed from the cooling member, damage to the second core can be prevented.
  • the first and second optical fiber bodies are made of fluoride glass, and the laser medium is a rare earth element.
  • the first and second optical fiber bodies are preferably made of ZBLAN glass, and the laser medium is preferably erbium.
  • the light emission characteristics and the like can be improved. Moreover, since fluoride glass, especially ZBLAN glass has deliquescence, application of the present invention is particularly effective.
  • the end cap is formed of calcium fluoride.
  • the second core has a diameter larger than the diameter of the first core, and is designed to have such a length that the output light from the first core is not reflected in the second core. According to this configuration, output light can be output without changing the mode of output light from the first core.
  • the optical fiber further includes a light transmissive second end cap joined to the second end face of the first optical fiber body. According to this configuration, damage to the second end face of the first optical fiber body can also be prevented.
  • the optical fiber further includes a cooling member for cooling the first optical fiber main body and the second optical fiber main body. According to this configuration, it is possible to prevent the first core of the first optical fiber body from being damaged by heat generation.
  • a laser oscillator includes any one of the optical fibers described above, a housing that accommodates the optical fiber, and a light source that oscillates excitation light.
  • FIG. 1 Schematic which shows the structure of a laser oscillator.
  • Sectional drawing which shows the 1st end part side of an optical fiber.
  • Sectional drawing which shows the 2nd end part side of an optical fiber.
  • Sectional drawing which shows the 2nd edge part side of the optical fiber which concerns on the modification 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a laser oscillator.
  • the laser oscillator 1 includes a light source 2, first to third lenses 3a, 3b, 3c, first and second dichroic mirrors 4a, 4b, a damper 5, an optical fiber 6, a housing 7, and A chiller device 8 is provided.
  • the light source 2 oscillates excitation light and can be constituted by, for example, a lamp or a semiconductor laser.
  • the excitation light oscillated by the light source 2 is output through the excitation light transmission fiber 2a.
  • the first lens 3a is a lens that functions as a collimating lens, and is disposed between the excitation light transmission fiber 2a and a first window portion 7a of the casing 7 described later.
  • the first lens 3a converts the excitation light from the light source 2 from a divergent light state to a parallel light state.
  • the second lens 3 b is a lens that functions as a condensing lens and a collimating lens, and is disposed between the first dichroic mirror 4 a and the first end 67 of the optical fiber 6.
  • the second lens 3b collects the excitation light converted into the parallel light by the first lens 3a and radiates it to the optical fiber 6, and converts the laser light emitted from the optical fiber 6 into a parallel light state. .
  • the third lens 3 c is a lens that functions as a condensing lens and a collimating lens, and is disposed between the second dichroic mirror 4 b and the second end portion 68 of the optical fiber 6.
  • the third lens 3 c converts the excitation light and laser light from the optical fiber 6 into a parallel light state, and condenses the laser light from the second dichroic mirror 4 b and emits it to the optical fiber 6.
  • the first dichroic mirror 4a is disposed between the first lens 3a and the second lens 3b.
  • the first dichroic mirror 4a transmits the excitation light from the light source 2 and reflects it so as to change the traveling direction of the laser light from the optical fiber 6.
  • the second dichroic mirror 4b is disposed between the third lens 3c and the damper 5.
  • the second dichroic mirror 4 b is configured to transmit the excitation light from the optical fiber 6 and reflect the laser light from the optical fiber 6.
  • the damper 5 is a member that is disposed on the downstream side of the second dichroic mirror 4b and absorbs the excitation light transmitted through the second dichroic mirror 4b.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the optical fiber 6 on the first end 67 side
  • FIG. 3 is a side sectional view of the optical fiber 6 on the second end 68 side.
  • the optical fiber 6 includes a first optical fiber main body 61, a second optical fiber main body 62, a first end cap 63, a second end cap 64, and a cooling member 65. .
  • the first optical fiber body 61 is a main part of the optical fiber 6, and laser light is generated in the first optical fiber body 61.
  • FIG. 4 is a side sectional view showing details of the first optical fiber main body 61 and the second optical fiber main body 62 on the first end 67 side of the optical fiber 6. As shown in FIG. 4, the first optical fiber main body 61 has a first core 611 and a first cladding 612 formed so as to cover the first core 611.
  • the first core 611 is made of a fluoride glass doped with a rare earth element as a laser medium, and is preferably made of ZBLAN (ZrF 4 —BaF 2 —LaF 3 —AlF 3 —NaF) glass doped with erbium.
  • ZBLAN ZrF 4 —BaF 2 —LaF 3 —AlF 3 —NaF
  • the first cladding 612 is made of fluoride glass, and is preferably made of ZBLAN glass.
  • the first cladding 612 has a lower refractive index than the first core 611 and is not doped with a laser medium.
  • the second optical fiber main body 62 has a first end face 623 joined to a first end face 613 of the first optical fiber main body 61.
  • the second optical fiber main body 62 has a second core 621 and a second cladding 622 formed so as to cover the second core 621.
  • the second optical fiber main body 62 extends coaxially with the first optical fiber main body 61 and has substantially the same diameter as the diameter of the first optical fiber main body 61. That is, the outer diameter of the second cladding 622 is substantially the same as the outer diameter of the first cladding 612.
  • the second optical fiber body 62 is joined to the first optical fiber body 61 by heat fusion.
  • the diameter of the second core 621 of the second optical fiber body 62 is larger than that of the first core 611 of the first optical fiber body 61.
  • the second optical fiber main body 62 is designed to have such a length that the laser light from the first optical fiber main body 61 is not reflected in the second core 621. That is, the laser light incident on the second core 621 from the first core 611 is emitted from the second core 621 before being reflected in the second core 621.
  • the second core 622 is not doped with a rare earth element such as erbium which is a laser medium, it does not generate heat even when excitation light is incident thereon. That is, no laser light is generated in the second fiber body 62.
  • the first end cap 63 is joined to the second end surface 624 of the second optical fiber main body 62.
  • the first end cap 63 is joined to the second optical fiber main body 62 by heat fusion.
  • the first end cap 63 is light transmissive to transmit excitation light and laser light, and does not have deliquescence.
  • the first end cap 36 preferably has a melting point equal to or higher than the melting point of the second optical fiber body 62, and the thermal conductivity of the first end cap 36 is reduced to cool the second end surface 624 of the second optical fiber body 62.
  • the thermal conductivity is higher than 62.
  • the first end cap 63 preferably has the same linear expansion coefficient as that of the second optical fiber main body 62 in order to strengthen the bonding with the second optical fiber main body 62.
  • the first end cap 63 may be a crystal such as calcium fluoride.
  • the first end cap 63 may be a crystal such as quartz.
  • the second end cap 64 is joined to the second end surface 614 of the first optical fiber body 61. Specifically, the second end cap 64 is joined to the first optical fiber body 61 by thermal fusion. Since the second end cap 64 has the same configuration as the first end cap 63 described above, detailed description thereof is omitted.
  • the cooling member 65 is constituted by two metal plates 651a and 651b.
  • the metal plates 651a and 651b are made of, for example, copper.
  • the cooling member 65 is configured to hold the first and second optical fiber bodies 61 and 62 with the first and second optical fiber bodies 61 and 62 sandwiched between the two metal plates 651a and 651b. Yes.
  • the cooling member 65 sandwiches the entire first optical fiber body 61. That is, the first optical fiber body 61 is not exposed from the metal plates 651a and 651b in the length direction.
  • recesses for holding the first and second optical fiber bodies 61 and 62 are formed on the opposing surfaces of the metal plates 651a and 651b.
  • the first and second optical fiber main bodies 61 and 62 are accommodated in the accommodating portions defined by the recesses, and are in contact with the metal plates 651a and 651b in the accommodating portions. For this reason, when heat is generated in the first and second optical fiber main bodies 61 and 62, the heat is dissipated through the metal plates 651a and 651b.
  • the metal plates 651a and 651b are in contact with each other at portions other than the recesses.
  • the metal plate 651b disposed on the lower side is in contact with a base portion of the casing 7 described later.
  • the housing 7 is a rectangular parallelepiped box, and includes the second and third lenses 3b and 3c, the first and second dichroic mirrors 4a and 4b, the damper 5, and the optical fiber 6. Contained.
  • the housing 7 includes a first window portion 71a and a second window portion 71b having light transparency. Excitation light from the light source 2 enters the housing 7 through the first window portion 7 a and is sent to the optical fiber 6. Further, the laser light from the optical fiber 6 is output to the outside of the housing 7 via the second window portion 7b.
  • the casing 7 has a base portion (not shown) on the bottom surface.
  • the base portion has a flow path through which the refrigerant flows. Since the metal plate 651b described above is installed on the base portion, the metal plate 651b is cooled. Moreover, since the metal plate 651a is in contact with the metal plate 651b, it is cooled by heat conduction.
  • the inside of the housing 7 is filled with nitrogen. Further, a desiccant is put in the housing 7 in order to remove moisture in the housing 7.
  • a chiller 8 is connected to the housing 7 via a pipe 8a.
  • the chiller 8 adjusts the temperature of the refrigerant flowing in the base portion of the housing 7. Specifically, the chiller 8 cools the refrigerant sent from the base portion of the housing 7 through the pipe 8a. The refrigerant cooled in the chiller 8 is returned to the base portion of the housing 7 through the pipe 8a.
  • the excitation light oscillated in the light source 2 is output from the excitation light transmission fiber 2a, becomes a parallel light state in the first lens 3a, and enters the housing 7 through the first window portion 7a.
  • the excitation light that has entered the housing 7 passes through the first dichroic mirror 4 a, is collected by the second lens 3 b, and enters the optical fiber 6 from the first end 67 of the optical fiber 6. More specifically, excitation light enters from the first end cap 63 of the optical fiber 6.
  • the excitation light incident on the optical fiber 6 propagates in the first core 611 of the first optical fiber body 61.
  • erbium doped in the first core 611 is excited to output laser light.
  • the excitation light also propagates in the second core 621 of the second optical fiber body 62, but no laser light is output from the second core 621 because the second core 621 is not doped with erbium.
  • the intensity of the excitation light gradually decreases while propagating through the first core 611.
  • the laser light generated in the first core 611 of the first optical fiber body 61 is emitted from the second end portion 68 of the optical fiber 6 and converted into a parallel light state by the third lens 3c. Then, the laser light is reflected by the second dichroic mirror 4b, condensed by the third lens 3c, and enters the optical fiber 6 from the second end 68 side.
  • the laser light incident on the optical fiber 6 propagates in the first core 611 of the first optical fiber body 61 and is emitted from the first end 67 of the optical fiber 6.
  • the laser light is converted into a parallel light state by the second lens 3b, reflected in the first dichroic mirror 4a, the traveling direction is changed so as to go to the second window portion 7b, and the laser beam passes through the second window portion 7b. Is radiated to the outside of the housing 7.
  • the optical fiber 6 according to the present embodiment has the following characteristics.
  • the first end surface 613 of the first optical fiber main body 61 is not exposed to the atmosphere because the second optical fiber main body 62 is bonded to the first end surface, so that the first end surface due to moisture in the atmosphere that has absorbed the output light. 613 deliquescence can be prevented. Moreover, since the end cap is joined to the second end face of the second optical fiber main body and is not exposed to the atmosphere, deliquescence can be similarly prevented.
  • the first optical fiber main body 61 is sandwiched between the metal plates 651a and 651b. It is possible to prevent the first end portion of 61 from being exposed from the metal plates 651a and 651b. As a result, the first end of the first optical fiber body 61 can also be sufficiently cooled. As a result, the first core 611 can be prevented from being damaged by heat generation.
  • the second optical fiber main body 62 may be exposed from the metal plates 651a and 651b.
  • the second core 621 is not doped with a laser medium, the second core 621 prevents heat generation due to absorption of excitation light. Is done. As a result, even if the second optical fiber main body 62 is exposed from the metal plates 651a and 651b, damage to the second core 621 can be prevented.
  • the second core 622 has a diameter larger than the diameter of the first core 621, and is designed to have such a length that the output light from the first core 621 is not reflected in the second core 622. For this reason, laser light can be output without changing the mode of the laser light generated by the first core 621.
  • the 2nd end cap 64 is joined to the 2nd end surface 614 of the 1st optical fiber main body 61, it is not limited to this in particular.
  • a third optical fiber body 66 may be interposed between the first optical fiber body 61 and the second end cap 64.
  • the third optical fiber main body 66 has a first end surface 663 bonded to the second end surface 614 of the first optical fiber main body 61 and a second end surface 664 bonded to the second end cap 64.
  • the third optical fiber main body 66 can have the same configuration as the second optical fiber main body 62.
  • the second core 621 of the second optical fiber main body 62 does not include a laser medium, but is not particularly limited thereto.
  • the second core 621 of the second optical fiber body 62 may include a laser medium with a lower mass content than the first core 611 of the first optical fiber body 61.
  • the mass content of the laser medium included in the second core 621 varies depending on the intensity of the excitation light, the type of the laser medium, and the like, but it is preferable that the second core 621 is not damaged by heat generation. .
  • the 1st optical fiber main body 61 was set as the structure which has the 1st core 611 and the 1st clad 612 formed so that the 1st core 611 might be covered, it is not limited to this in particular.
  • the first optical fiber body 61 can be a so-called double clad fiber.
  • the first cladding 612 may be configured by an inner cladding and an outer cladding that covers the inner cladding.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

光ファイバ（６）は、第１光ファイバ本体（６１）、第２光ファイバ本体（６２）、及び第１エンドキャップ（６３）を備えている。第１光ファイバ本体（６１）は、第１コア（６１１）及び第１クラッド（６１２）を有する。第２光ファイバ本体（６２）は、第２コア（６２１）及び第２クラッド（６２２）を有し、第１端面（６２３）が第１光ファイバ本体（６１）の第１端面（６１３）に接合されている。第１エンドキャップ（６３）は、光透過性であって、第２光ファイバ本体（６２）の第２端面（６２４）に接合されている。第１コア（６１１）はレーザ媒質がドープされている。第２コア（６２１）におけるレーザ媒質の質量含有率は、第１コア（６１１）におけるレーザ媒質の質量含有率よりも低い。

Description

光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器
　本発明は、光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器に関するものである。
　光ファイバを利用したレーザ発振器が広く用いられている。このレーザ発振器は、光源から発振される励起光を利用して、光ファイバによってレーザ光を発振する。このレーザ発振器に用いられる光ファイバは、例えば、エルビウムなどのレーザ媒質がドープされたＺＢＬＡＮガラスなどのフッ化物ガラスによって形成される。しかしながら、このようなフッ化物ガラス、特にＺＢＬＡＮガラスは、光ファイバからのレーザ光を吸収した大気中の水分によって潮解するという問題がある。すなわち、光ファイバの端面が損傷するという問題がある。
　この問題を解消するため、例えば特許文献１には、光ファイバの端面にエンドキャップを接合している。これにより、光ファイバの端面が大気に露出しないため、大気中の水分によって光ファイバの端面が潮解することを防ぐことができる。
　また、光ファイバに含まれるレーザ媒質が励起光を吸収することによって発熱するため、この発熱によって光ファイバが焼かれて損傷してしまうことを防止する必要がある。例えば特許文献２には、光ファイバを２つの金属板で挟むことによって光ファイバからの熱を放熱することにより、光ファイバの発熱による損傷を防止している。
特開２００７－２７３８４２号公報 特開２００１－２７４４８９号公報
　上述したように２つの金属板で光ファイバを挟む場合、光ファイバの両端部まで完全に金属板で挟むことは難しく、光ファイバの両端部が金属板から露出することがある。そうすると、励起光が入射される光ファイバの第１端部において、光ファイバが発熱して損傷してしまうという問題が生じる。
　本発明の課題は、光ファイバの端部における損傷を抑制することにある。
　（１）本発明の第１側面に係る光ファイバは、励起光を利用してレーザ光を生成または増幅するための光ファイバである。この光ファイバは、第１光ファイバ本体、第２光ファイバ本体、及び第１エンドキャップを備えている。第１光ファイバ本体は、第１コア及び第１クラッドを有する。第２光ファイバ本体は、第２コア及び第２クラッドを有し、第１端面が第１光ファイバ本体の第１端面に接合されている。第１エンドキャップは、光透過性であって、第２光ファイバ本体の第２端面に接合されている。第１コアは、レーザ媒質がドープされている。第２コアにおけるレーザ媒質の質量含有率は、第１コアにおけるレーザ媒質の質量含有率よりも低い。
　この構成によれば、まず、第１光ファイバ本体の第１端面は、第２光ファイバ本体が接合されており大気に露出していないため、レーザ光を吸収した大気中の水分によって潮解することを防ぐことができる。また、第２光ファイバ本体の第２端面は、第１エンドキャップが接合されており大気に露出していないため、同様に潮解を防ぐことができる。
　さらには、第１光ファイバ本体の第１端面に第２光ファイバ本体が接合されているため、第１光ファイバ本体を金属板などの冷却部材で挟む等しても、第１光ファイバ本体の第１端部が冷却部材から露出することを防止することができる。この結果、第１端部も含めて第１光ファイバ本体を十分に冷却することができ、ひいては第１コアが発熱によって損傷してしまうことを防止することができる。なお、第２光ファイバ本体は一部が冷却部材から露出する可能性があるが、第２光ファイバ本体の第２コアは、レーザ媒質の質量含有率が第１コアのそれよりも低くされており、第１光ファイバ本体の第１コアよりも励起光に対する吸光度が低い。このため、第２コアの発熱を抑制することができ、第２コアが発熱によって損傷してしまうことを抑制することができる。なお、第１光ファイバ本体の第１端部とは、第２光ファイバ本体が接続される側の端部を意味する。また、この光ファイバは、第１エンドキャップ側から励起光を入射するように用いることが好ましい。
　（２）好ましくは、第１コアはレーザ媒質がドープされ、第２コアはレーザ媒質がドープされていない。この構成によれば、第２コアは、レーザ媒質がドープされていないため、励起光の吸収による発熱が防止される。この結果、第２光ファイバ本体の一部が冷却部材から露出している場合であっても、第２コアの損傷を防止することができる。
　（３）好ましくは、第１及び第２光ファイバ本体はフッ化物ガラスにより形成され、レーザ媒質は希土類元素である。具体的には、第１及び第２光ファイバ本体はＺＢＬＡＮガラスにより形成され、レーザ媒質はエルビウムであることが好ましい。
　この構成によれば、発光特性などを向上させることができる。また、フッ化物ガラス、特にＺＢＬＡＮガラスは潮解性を有するため、本発明の適用が特に有効である。
　（４）好ましくは、エンドキャップは、フッ化カルシウムによって形成される。
　（５）好ましくは、第２コアは、直径が第１コアの直径よりも大きく、第１コアからの出力光が第２コア内において反射されないような長さに設計される。この構成によれば、第１コアからの出力光のモードを変更することなく、出力光を出力することができる。
　（６）好ましくは、光ファイバは、第１光ファイバ本体の第２端面に接合された光透過性の第２エンドキャップをさらに備える。この構成によれば、第１光ファイバ本体の第２端面の損傷も防ぐことができる。
　（７）好ましくは、光ファイバは、第１光ファイバ本体及び第２光ファイバ本体を冷却するための冷却部材をさらに備える。この構成によれば、発熱によって第１光ファイバ本体の第１コアが損傷することを防止することができる。
　（８）本発明の第２側面に係るレーザ発振器は、上述したいずれかの光ファイバと、光ファイバを収容する筐体と、励起光を発振する光源とを備える。
　本発明によれば、光ファイバの端部における損傷を抑制することができる。
レーザ発振器の構成を示す概略図。 光ファイバの第１端部側を示す断面図。 光ファイバの第２端部側を示す断面図。 光ファイバの第１端部側における第１及び第２光ファイバ本体の詳細断面図。 変形例１に係る光ファイバの第２端部側を示す断面図。
　以下、本発明に係る光ファイバ及びこれを用いたレーザ発振器の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、レーザ発振器の構成を示す概略図である。
　図１に示すように、レーザ発振器１は、光源２、第１～第３レンズ３ａ、３ｂ、３ｃ、第１及び第２ダイクロイックミラー４ａ、４ｂ、ダンパ５、光ファイバ６、筐体７、並びにチラー装置８を備えている。
　光源２は、励起光を発振するものであり、例えばランプ又は半導体レーザなどによって構成することができる。光源２にて発振された励起光は、励起光伝送ファイバ２ａを介して出力される。
　第１レンズ３ａは、コリメートレンズとして機能するレンズであり、励起光伝送ファイバ２ａと、後述する筐体７の第１窓部７ａとの間に配置されている。第１レンズ３ａは、光源２からの励起光を発散光の状態から平行光の状態に変換する。
　第２レンズ３ｂは、集光レンズ及びコリメートレンズとして機能するレンズであり、第１ダイクロイックミラー４ａと光ファイバ６の第１端部６７との間に配置されている。第２レンズ３ｂは、第１レンズ３ａによって平行光の状態とされた励起光を集光して光ファイバ６に放射するとともに、光ファイバ６から放射されたレーザ光を平行光の状態に変換する。
　第３レンズ３ｃは、集光レンズ及びコリメートレンズとして機能するレンズであり、第２ダイクロイックミラー４ｂと光ファイバ６の第２端部６８との間に配置されている。第３レンズ３ｃは、光ファイバ６からの励起光及びレーザ光を平行光の状態に変換するとともに、第２ダイクロイックミラー４ｂからのレーザ光を集光して光ファイバ６に放射する。
　第１ダイクロイックミラー４ａは、第１レンズ３ａと第２レンズ３ｂとの間に配置されている。第１ダイクロイックミラー４ａは、光源２からの励起光を透過するとともに、光ファイバ６からのレーザ光の進行方向を変更するように反射する。
　第２ダイクロイックミラー４ｂは、第３レンズ３ｃとダンパ５との間に配置されている。第２ダイクロイックミラー４ｂは、光ファイバ６からの励起光を透過するとともに、光ファイバ６からのレーザ光を反射するように構成されている。
　ダンパ５は、第２ダイクロイックミラー４ｂの下流側に配置されており、第２ダイクロイックミラー４ｂが透過した励起光を吸収する部材である。
　図２は光ファイバ６の第１端部６７側の側面断面図であり、図３は光ファイバ６の第２端部６８側の側面断面図である。図２及び図３に示すように、光ファイバ６は、第１光ファイバ本体６１、第２光ファイバ本体６２、第１エンドキャップ６３、第２エンドキャップ６４、及び冷却部材６５を有している。
　第１光ファイバ本体６１が光ファイバ６のメインとなる部分であって、この第１光ファイバ本体６１においてレーザ光が生成される。図４は、光ファイバ６の第１端部６７側における第１光ファイバ本体６１及び第２光ファイバ本体６２の詳細を示す側面断面図である。図４に示すように、第１光ファイバ本体６１は、第１コア６１１と、第１コア６１１を覆うように形成された第１クラッド６１２とを有している。
　第１コア６１１は、希土類元素がレーザ媒質としてドープされたフッ化物ガラスから形成されており、好ましくはエルビウムがドープされたＺＢＬＡＮ（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）ガラスによって形成されている。第１クラッド６１２は、フッ化物ガラスから形成されており、好ましくはＺＢＬＡＮガラスによって形成されている。なお、第１クラッド６１２は、第１コア６１１よりも屈折率が低く、また、レーザ媒質がドープされていない。
　第２光ファイバ本体６２は、第１端面６２３が第１光ファイバ本体６１の第１端面６１３に接合されている。第２光ファイバ本体６２は、第２コア６２１と、第２コア６２１を覆うように形成された第２クラッド６２２とを有している。第２光ファイバ本体６２は、第１光ファイバ本体６１と同軸上に延びており、第１光ファイバ本体６１の直径とほぼ同じ直径を有している。すなわち、第２クラッド６２２の外径は、第１クラッド６１２の外径とほぼ同じである。なお、この第２光ファイバ本体６２は、熱融着によって第１光ファイバ本体６１に接合されている。
　第２光ファイバ本体６２の第２コア６２１は、第１光ファイバ本体６１の第１コア６１１よりも直径が大きい。また、第２光ファイバ本体６２は、第１光ファイバ本体６１からのレーザ光が第２コア６２１内において反射しないような長さに設計されている。すなわち、第１コア６１１から第２コア６２１に入射したレーザ光は、第２コア６２１内で反射する前に第２コア６２１から放射される。また、第２コア６２２は、レーザ媒質であるエルビウムなどの希土類元素がドープされていないため、励起光が入射されても発熱しない。すなわち、第２ファイバ本体６２ではレーザ光が生成されない。
　図２に示すように、第１エンドキャップ６３は、第２光ファイバ本体６２の第２端面６２４に接合されている。具体的には、第１エンドキャップ６３は、熱融着によって第２光ファイバ本体６２に接合されている。第１エンドキャップ６３は、励起光及びレーザ光を透過する光透過性であり、且つ潮解性を有さない。また、第１エンドキャップ３６は、融点が第２光ファイバ本体６２の融点以上とすることが好ましく、第２光ファイバ本体６２の第２端面６２４の冷却のために熱伝導率は第２ファイバ本体６２の熱伝導率よりも高いことが好ましい。また、第１エンドキャップ６３は、第２光ファイバ本体６２との接合を強固にするために、線膨張係数が第２光ファイバ本体６２と同程度のものが好ましい。具体的には、第１エンドキャップ６３は、フッ化カルシウムなどの結晶とすることができる。第１エンドキャップ６３は、他にも石英などの結晶であってもよい。
　図３に示すように、第２エンドキャップ６４は、第１光ファイバ本体６１の第２端面６１４に接合されている。具体的には、第２エンドキャップ６４は、熱融着によって第１光ファイバ本体６１に接合されている。第２エンドキャップ６４は、上述した第１エンドキャップ６３と同じ構成であるため、その詳細な説明を省略する。
　図２及び図３に示すように、冷却部材６５は、２つの金属板６５１ａ、６５１ｂによって構成されている。金属板６５１ａ、６５１ｂは、例えば銅製である。冷却部材６５は、２つの金属板６５１ａ、６５１ｂによって、第１及び第２光ファイバ本体６１、６２を挟んだ状態で、第１及び第２光ファイバ本体６１、６２を保持するように構成されている。なお、冷却部材６５は、第１光ファイバ本体６１の全体を挟んでいる。すなわち、第１光ファイバ本体６１は、長さ方向において各金属板６５１ａ、６５１ｂから露出していない。
　より詳細には、各金属板６５１ａ、６５１ｂの対向する面に、第１及び第２光ファイバ本体６１、６２を保持するための凹部が形成されている。第１及び第２光ファイバ本体６１，６２は、この各凹部によって画定される収容部内に収容されており、この収容部内において各金属板６５１ａ、６５１ｂと接触している。このため、第１及び第２光ファイバ本体６１、６２において熱が発生すると、その熱は金属板６５１ａ、６５１ｂを介して放熱される。なお、各金属板６５１ａ、６５１ｂは、凹部以外の部分では互いに接触している。下側に配置される金属板６５１ｂは、後述する筐体７のベース部と接触している。
　図１に示すように、筐体７は、直方体状の箱体であって、第２及び第３レンズ３ｂ、３ｃ、第１及び第２ダイクロイックミラー４ａ、４ｂ、ダンパ５、並びに光ファイバ６を収容している。筐体７は、光透過性を有する第１窓部７１ａ及び第２窓部７１ｂを有する。光源２からの励起光は、第１窓部７ａを介して筐体７内に進入し、光ファイバ６へと送られる。また、光ファイバ６からのレーザ光は、第２窓部７ｂを介して、筐体７の外部に出力される。
　また、筐体７は、底面にベース部（図示省略）を有する。ベース部は内部に冷媒が流れる流路が形成されている。このベース部上に、上述した金属板６５１ｂが設置されているため、金属板６５１ｂが冷却される。また、金属板６５１ａは、金属板６５１ｂに接触しているために熱伝導によって冷却される。
　筐体７の内部は、窒素によって充填されている。また、筐体７内の水分を除去するために、筐体７内に乾燥剤が入れられている。
　筐体７には、チラー８が配管８ａを介して接続されている。チラー８は、筐体７のベース部内を流れる冷媒の温度を調整する。具体的には、筐体７のベース部から配管８ａを介して送られてきた冷媒をチラー８が冷却する。チラー８において冷却された冷媒は配管８ａを介して筐体７のベース部に戻される。
　次に、上述したように構成されたレーザ発振器１の動作について説明する。
　光源２において発振された励起光は、励起光伝送ファイバ２ａから出力され、第１レンズ３ａにおいて平行光の状態となり、第１窓部７ａを介して筐体７内に進入する。筐体７内に進入した励起光は、第１ダイクロイックミラー４ａを透過し、第２レンズ３ｂにて集光されて光ファイバ６の第１端部６７から光ファイバ６に入射する。より詳細には、光ファイバ６の第１エンドキャップ６３から励起光が入射する。
　光ファイバ６に入射した励起光は、第１光ファイバ本体６１の第１コア６１１内を伝播する。これによって、第１コア６１１にドープされたエルビウムが励起してレーザ光を出力する。なお、励起光は、第２光ファイバ本体６２の第２コア６２１内も伝播するが、第２コア６２１内にはエルビウムがドープされていないため、第２コア６２１ではレーザ光は出力されない。励起光は、第１コア６１１内を伝播する間に徐々に強度が低くなる。そして、光ファイバ６の第２端部６８から放射された励起光は、第３レンズ３ｃ、第２ダイクロイックミラー４ｂを透過し、ダンパ５に吸収される。
　一方、第１光ファイバ本体６１の第１コア６１１内で生成されたレーザ光は、光ファイバ６の第２端部６８から放射され、第３レンズ３ｃで平行光の状態に変換される。そして、レーザ光は、第２ダイクロイックミラー４ｂで反射され、第３レンズ３ｃで集光されて、第２端部６８側から光ファイバ６に入射する。光ファイバ６内に入射したレーザ光は、第１光ファイバ本体６１の第１コア６１１内を伝播し、光ファイバ６の第１端部６７から放射される。そして、レーザ光は、第２レンズ３ｂによって平行光の状態に変換され、第１ダイクロイックミラー４ａに反射されて第２窓部７ｂに向かうように進行方向が変更され、第２窓部７ｂを介して筐体７の外部へ放射される。
　［特徴］
　本実施形態に係る光ファイバ６は、次の特徴を有する。
　（１）まず、第１光ファイバ本体６１の第１端面６１３は、第２光ファイバ本体６２が接合されており大気に露出していないため、出力光を吸収した大気中の水分による第１端面６１３の潮解を防ぐことができる。また、第２光ファイバ本体の第２端面は、エンドキャップが接合されており大気に露出していないため、同様に潮解を防ぐことができる。
　さらには、第１光ファイバ本体６１の第１端面６１３に第２光ファイバ本体６２が接合されているため、第１光ファイバ本体６１を金属板６５１ａ、６５１ｂで挟む場合に、第１光ファイバ本体６１の第１端部が金属板６５１ａ、６５１ｂから露出することを防止することができる。この結果、第１光ファイバ本体６１の第１端部も十分に冷却することができ。ひいては第１コア６１１が発熱によって損傷してしまうことを防止することができる。なお、第２光ファイバ本体６２は金属板６５１ａ、６５１ｂから露出する可能性があるが、第２コア６２１はレーザ媒質がドープされていないため、第２コア６２１は励起光の吸収による発熱が防止される。この結果、第２光ファイバ本体６２が金属板６５１ａ、６５１ｂから露出している場合であっても、第２コア６２１の損傷を防止することができる。
　（２）第２コア６２２は、直径が第１コア６２１の直径よりも大きく、第１コア６２１からの出力光が第２コア６２２内において反射されないような長さに設計されている。このため、第１コア６２１で生成されたレーザ光のモードを変更することなく、レーザ光を出力することができる。
　（３）第１光ファイバ本体６１の第２端面６１４には、第２エンドキャップ６４が接合されているため、第１光ファイバ本体６１の第２端面６１４の損傷も防ぐことができる。
　［変形例］
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　変形例１
　上記実施形態では、第１光ファイバ本体６１の第２端面６１４には第２エンドキャップ６４が接合されているが、特にこれに限定されない。例えば、図５に示すように、第１光ファイバ本体６１と第２エンドキャップ６４との間に第３光ファイバ本体６６が介在していてもよい。具体的には、第３光ファイバ本体６６は、第１端面６６３が第１光ファイバ本体６１の第２端面６１４に接合しており、第２端面６６４が第２エンドキャップ６４に接合している。この第３光ファイバ本体６６は、第２光ファイバ本体６２と同じ構成とすることができる。
　変形例２
　上記実施形態では第２光ファイバ本体６２の第２コア６２１にはレーザ媒質は含まれていないが、特にこれに限定されない。例えば、第２光ファイバ本体６２の第２コア６２１は、第１光ファイバ本体６１の第１コア６１１よりも低い質量含有率でレーザ媒質を含んでいてもよい。なお、第２コア６２１に含まれるレーザ媒質の質量含有率は、励起光の強度、及びレーザ媒質の種類などによっても変わってくるが、第２コア６２１が発熱によって損傷しない程度であることが好ましい。
　変形例３
　上記実施形態では、第１光ファイバ本体６１は、第１コア６１１と、第１コア６１１を覆うように形成された第１クラッド６１２とを有している構成としたが、特にこれに限定されない。例えば、第１光ファイバ本体６１は、いわゆるダブルクラッドファイバとすることができる。具体的には、第１クラッド６１２を、内部クラッドと内部クラッドを覆う外部クラッドとによって構成としてもよい。
　１　　レーザ発振器
　２　　光源
　６　　光ファイバ
　６１　　第１光ファイバ本体
　６１１　　第１コア
　６１２　　第１クラッド
　６１３　　第１端面
　６１４　　第２端面
　６２　　第２光ファイバ本体
　６２１　　第２コア
　６２２　　第２クラッド
　６２３　　第１端面
　６２４　　第２端面
　６３　　第１エンドキャップ
　６４　　第２エンドキャップ
　６５　　冷却部材

Claims (10)

  1. 　励起光を利用してレーザ光を生成または増幅するための光ファイバであって、
    　第１コア及び第１クラッドを有する第１光ファイバ本体と、
    　第２コア及び第２クラッドを有し、第１端面が前記第１光ファイバ本体の第１端面に接合された第２光ファイバ本体と、
    　前記第２光ファイバ本体の第２端面に接合された光透過性の第１エンドキャップと、
    を備え、
    　前記第１コアは、レーザ媒質がドープされ、
    　前記第２コアにおける前記レーザ媒質の質量含有率は、前記第１コアにおける前記レーザ媒質の質量含有率よりも低い、
    光ファイバ。
  2. 　前記第１コアは、レーザ媒質がドープされ、
    　前記第２コアは、前記レーザ媒質がドープされていない、
    請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　前記第１及び第２光ファイバ本体は、フッ化物ガラスにより形成され、
    　前記レーザ媒質は、希土類元素である、請求項１又は２に記載の光ファイバ。
  4. 　前記第１及び第２光ファイバ本体は、ＺＢＬＡＮガラスにより形成されている、請求項３に記載の光ファイバ。
  5. 　前記レーザ媒質は、エルビウムである、請求項３又は４に記載の光ファイバ。
  6. 　前記第１エンドキャップは、フッ化カルシウムによって形成される、請求項１から５のいずれかに記載の光ファイバ。
  7. 　前記第２コアは、直径が前記第１コアの直径よりも大きく、前記第１コアからの出力光が前記第２コア内において反射しないような長さに設計される、請求項１から６のいずれかに記載の光ファイバ。
  8. 　前記第１光ファイバ本体の第２端面に接合された光透過性の第２エンドキャップをさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載の光ファイバ。
  9. 　前記第１光ファイバ本体及び前記第２光ファイバ本体を冷却するための冷却部材をさらに備える、請求項１から８のいずれかに記載の光ファイバ。
  10. 　請求項１から９のいずれかに記載の光ファイバと、
    　前記光ファイバを収容する筐体と、
    　前記励起光を発振する光源と、
    を備える、レーザ発振器。
     
PCT/JP2014/057806 2013-03-28 2014-03-20 光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器 WO2014156972A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480007710.5A CN104981952B (zh) 2013-03-28 2014-03-20 光纤以及使用该光纤的激光振荡器
US14/774,135 US9425577B2 (en) 2013-03-28 2014-03-20 Optical fiber and laser oscillator using same
CA2907629A CA2907629C (en) 2013-03-28 2014-03-20 Optical fiber and laser oscillator using same
EP14775306.5A EP2980934B1 (en) 2013-03-28 2014-03-20 Optical fiber and laser oscillator using same
KR1020157019915A KR101803345B1 (ko) 2013-03-28 2014-03-20 광파이버, 및 이것을 이용한 레이저 발진기

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-067938 2013-03-28
JP2013067938A JP5588534B1 (ja) 2013-03-28 2013-03-28 光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014156972A1 true WO2014156972A1 (ja) 2014-10-02

Family

ID=51617934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/057806 WO2014156972A1 (ja) 2013-03-28 2014-03-20 光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9425577B2 (ja)
EP (1) EP2980934B1 (ja)
JP (1) JP5588534B1 (ja)
KR (1) KR101803345B1 (ja)
CN (1) CN104981952B (ja)
CA (1) CA2907629C (ja)
TW (1) TWI597909B (ja)
WO (1) WO2014156972A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6579568B2 (ja) * 2014-10-20 2019-09-25 三星ダイヤモンド工業株式会社 固体レーザ素子
JP6579569B2 (ja) * 2014-10-20 2019-09-25 三星ダイヤモンド工業株式会社 固体レーザ素子
US11043785B2 (en) * 2016-10-14 2021-06-22 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Nanoparticle doping for lasers and amplifiers operating at eye-safer wavelengths, and/or exhibiting reduced Stimulated Brillouin Scattering
CN107015320B (zh) * 2017-05-17 2019-07-26 中国兵器装备研究院 一种高功率光纤端帽的制造方法
EP3646417B1 (en) * 2017-06-27 2021-09-08 SMR Patents Sarl Laser automotive lamp apparatus
EP3940899A4 (en) * 2019-03-12 2022-11-30 Furukawa Electric Co., Ltd. OPTICAL COMPONENT AND SEMICONDUCTOR LASER MODULE
JP6836043B2 (ja) * 2019-07-26 2021-02-24 株式会社金門光波 ファイバーレーザー装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62266504A (ja) * 1986-05-14 1987-11-19 Bridgestone Corp 光伝送ホ−ス
JP2001274489A (ja) 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp 光ファイバ放熱装置
JP2005303166A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Fujikura Ltd 光ファイバ端面構造、光ファイバレーザ及びレーザ加工装置
JP2007273842A (ja) 2006-03-31 2007-10-18 Miyachi Technos Corp ファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2182597C (en) * 1994-02-18 2000-11-07 Jennifer Massicott Gain controlled optical fibre amplifier
US6137813A (en) * 1998-04-10 2000-10-24 Hughes Electronics Corporation Yb-doped fiber laser operating near EDFA absorption band
KR100283954B1 (ko) * 1998-10-13 2001-03-02 윤종용 광증폭기용 광섬유
US6347100B1 (en) * 1999-01-04 2002-02-12 Sdl, Inc. Short wavelength fiber laser
DE10302031A1 (de) * 2003-01-21 2004-09-23 Evotec Oai Ag Faser-Laser
US7537395B2 (en) * 2006-03-03 2009-05-26 Lockheed Martin Corporation Diode-laser-pump module with integrated signal ports for pumping amplifying fibers and method
JP2009212441A (ja) * 2008-03-06 2009-09-17 Fujikura Ltd ポンプコンバイナ
JP2010141283A (ja) * 2008-07-08 2010-06-24 Central Glass Co Ltd 広帯域な波長可変レーザ装置
US8508843B2 (en) * 2008-10-31 2013-08-13 Electro Scientific Industries, Inc. Laser systems with doped fiber components
JP5294114B2 (ja) * 2009-01-26 2013-09-18 株式会社メガオプト 光学モジュール
US8422024B2 (en) * 2011-06-01 2013-04-16 Honeywell International Inc. High performance hollow-core optical-fiber filter for optical rotation sensing
US8682126B2 (en) 2011-07-29 2014-03-25 Ipg Photonics Corporation Method for assembling high power fiber laser system and module realizing the method
KR20130104838A (ko) * 2012-03-15 2013-09-25 한국전자통신연구원 광 결합장치 및 그를 구비한 능동 광모듈
CN102778729B (zh) * 2012-07-31 2014-10-22 清华大学 高光束质量信号光光纤合束器及其制作方法
CN102866462B (zh) * 2012-08-31 2014-05-21 董浩 实现lp01模场直径低损耗变换的光纤模场适配器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62266504A (ja) * 1986-05-14 1987-11-19 Bridgestone Corp 光伝送ホ−ス
JP2001274489A (ja) 2000-03-27 2001-10-05 Toshiba Corp 光ファイバ放熱装置
JP2005303166A (ja) * 2004-04-15 2005-10-27 Fujikura Ltd 光ファイバ端面構造、光ファイバレーザ及びレーザ加工装置
JP2007273842A (ja) 2006-03-31 2007-10-18 Miyachi Technos Corp ファイバレーザ発振器及びファイバレーザ加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2980934A1 (en) 2016-02-03
CA2907629C (en) 2018-03-06
EP2980934B1 (en) 2019-08-14
TWI597909B (zh) 2017-09-01
KR20150100841A (ko) 2015-09-02
US9425577B2 (en) 2016-08-23
US20160043523A1 (en) 2016-02-11
EP2980934A4 (en) 2016-05-11
KR101803345B1 (ko) 2017-11-30
TW201448385A (zh) 2014-12-16
CN104981952A (zh) 2015-10-14
JP5588534B1 (ja) 2014-09-10
CN104981952B (zh) 2018-02-09
CA2907629A1 (en) 2014-10-02
JP2014192412A (ja) 2014-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5588534B1 (ja) 光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器
US20100202477A1 (en) Wavelength conversion laser device
TWI652516B (zh) Fiber optic device
WO2016013468A1 (ja) 光ファイバ冷却装置及びレーザ発振器
JP2016012621A (ja) 光ファイバ保持装置及びこれを有するレーザ発振器
JP2007081029A (ja) 光ファイバレーザモジュール、光ファイバレーザ発振器、光ファイバレーザ増幅器
JP2021005659A (ja) ファイバレーザ発振器及びファイバレーザ発振器用筐体
JP6799328B2 (ja) 光ファイバ保持装置及びこれを有するレーザ発振器
WO2006098313A1 (ja) 光増幅器およびレーザ装置
JP6565374B2 (ja) 光ファイバ装置
JP2017011238A (ja) 光ファイバ保持装置及びこれを有するレーザ発振器
JP6739164B2 (ja) レーザ発振装置
JP2021005660A (ja) ファイバレーザ発振器
JP2021005658A (ja) ファイバレーザ発振器及びファイバレーザ発振器用筐体
JP6690869B2 (ja) 平面導波路及びレーザ増幅器
WO2021171957A1 (ja) 光共振器、光共振器の構成部品、およびレーザー装置
JP2015153919A (ja) 光ファイバ、及びこれを用いたレーザ発振器
JP2016212427A (ja) 光ファイバ装置
JP2015126072A (ja) 光ファイバ、及び冷却装置
JPH0832153A (ja) スラブ型固体レーザ発振器
JP2015126073A (ja) レーザ発振器
JP2015126075A (ja) レーザ発振器
JP2015126074A (ja) レーザ発振器
JP2016012660A (ja) 光ファイバ装置
JP2011091065A (ja) レーザ光源装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14775306

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157019915

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14774135

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2907629

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014775306

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE