WO2018193816A1 - レーザ装置、レーザシステム - Google Patents

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WO2018193816A1
WO2018193816A1 PCT/JP2018/013757 JP2018013757W WO2018193816A1 WO 2018193816 A1 WO2018193816 A1 WO 2018193816A1 JP 2018013757 W JP2018013757 W JP 2018013757W WO 2018193816 A1 WO2018193816 A1 WO 2018193816A1
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WO
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light
fbg
optical fiber
stokes light
mirror
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Application number
PCT/JP2018/013757
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English (en)
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Inventor
晋也 生駒
正浩 柏木
Original Assignee
株式会社フジクラ
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating

Definitions

  • the present invention relates to a laser device and a laser system having excellent reliability, and is particularly suitable for a laser device and a laser system that emit light having a large power.
  • the fiber laser device is used in various fields such as a laser processing field and a medical field because it has excellent light condensing performance, high power density, and light that becomes a small beam spot.
  • the fiber laser device In such a fiber laser device, light emitted from the fiber laser device may be reflected by a workpiece or the like, and the reflected light may enter from the output end of the fiber laser device. In addition to the case where the emitted light is incident again, the light may be reflected at the light emission end or the like.
  • the power of light emitted from a fiber laser device tends to increase, and the power of return light returned by reflection tends to increase.
  • the power of light propagating through the optical fiber in the emission direction and the reflection direction is increased, the power density of the light is increased, and stimulated Raman scattering may occur, and Stokes light may be generated.
  • Stokes light When Stokes light is generated in this way, at least part of the Stokes light propagates through the optical fiber in the same manner as the return light.
  • Patent Document 1 describes a fiber laser device that measures the power of return light from a rare earth-doped fiber toward the pumping light source, and reduces the output of the pumping light source when the power of the return light exceeds a predetermined value. Yes.
  • an object of the present invention is to provide a laser device and a laser system that can ensure excellent reliability even when light of high power is emitted.
  • a laser apparatus of the present invention includes a light source and an optical fiber through which light emitted from the light source propagates, and transmits the light emitted from the light source and transmits the light.
  • a first mirror that reflects the secondary Stokes light is provided.
  • the emitted light may be reflected and incident on the optical fiber to generate primary Stokes light in the optical fiber.
  • the primary Stokes light Tends to increase as it propagates through the optical fiber.
  • secondary Stokes light is generated from the primary Stokes light.
  • the first mirror that reflects the secondary Stokes light is provided on the optical fiber. For this reason, even when the secondary Stokes light is generated and propagates to the light source side while the first mirror is provided from the emission end of the optical fiber, the secondary Stokes light is reflected by the first mirror. be able to.
  • the primary mirror is not provided by the transition of the primary Stokes light to the secondary Stokes light.
  • the power of primary Stokes light becomes large as mentioned above, the light radiate
  • the laser device of the present invention it is possible to suppress the transition of the light emitted from the light source to the primary Stokes light by suppressing the increase in the power of the primary Stokes light as described above. .
  • the power of the primary Stokes light is suppressed from becoming too large, and reliability can be ensured.
  • the first mirror transmits primary Stokes light emitted from the light source.
  • the light emitted from the light source and the primary Stokes light of the light are transmitted to the emission end side of the first mirror in the optical fiber, and the second Stokes light is reflected.
  • a mirror is preferably provided.
  • the secondary Stokes light can be reciprocated between the first mirror and the second mirror. Therefore, the generated secondary Stokes light can propagate through the optical fiber and the optical fiber member for a longer time than when there is no second mirror. Therefore, more primary Stokes light can be transitioned to secondary Stokes light, and the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the secondary Stokes light reflected by the second mirror is lower than the secondary Stokes light reflectance of the first mirror, so that the secondary Stokes light reciprocating between the first mirror and the second mirror is opposite to the light source. Mainly emitted from the second mirror side. Further, since the secondary Stokes light is mainly emitted from the second mirror side as described above, the power of the secondary Stokes light between the first mirror and the second mirror is changed from the second mirror side to the first mirror side. Get higher towards. As the power of the secondary Stokes light increases, the primary Stokes light easily transitions to the secondary Stokes light. Therefore, an increase in the power of the primary Stokes light can be suppressed toward the first mirror side that is the light source side. Therefore, even when the primary Stokes light passes through the first mirror and propagates toward the light source, the power can be suppressed. Therefore, the light source can be protected more appropriately.
  • a laser system propagates a plurality of light sources, a plurality of first optical fibers that individually propagate light emitted from each of the light sources, and each first optical fiber.
  • a first mirror that reflects secondary Stokes light emitted from at least one is provided.
  • the first mirror when the first mirror is provided from the emission end of the optical fiber member, secondary Stokes light emitted from at least one of the light sources is generated and propagates to the light source side.
  • the secondary Stokes light when the secondary Stokes light is light that can be reflected by the first mirror, the secondary Stokes light can be reflected by the first mirror.
  • the power of the primary Stokes light can be suppressed by the transition from the primary Stokes light to the secondary Stokes light in the same manner as described in the laser device, and the light is emitted from the light source. It is possible to suppress the transition of the transmitted light to the primary Stokes light.
  • the laser system of the present invention even when a large amount of light is emitted, it is possible to suppress the power of the primary Stokes light from becoming too large and to ensure reliability. Further, in this laser system, since the first mirror is provided in the second optical fiber, the number of the first mirrors can be reduced as compared with the case where the first mirror is provided in each of the first optical fibers. It can be configured.
  • the first mirror is provided in the first optical fiber, the secondary Stokes light propagating through the second optical fiber propagates through the connection portion between the first optical fiber and the second optical fiber. In this case, compared with the case where the secondary Stokes light does not propagate through the connection portion, heat is easily generated at the connection portion. Therefore, by providing the first mirror on the second optical fiber, heat generation at the connection portion between the first optical fiber and the second optical fiber can be suppressed.
  • the secondary Stokes light of the light emitted from all the light sources can be reflected by the first mirror, the power of the secondary Stokes light can be increased and the power of the primary Stokes light can be further suppressed. be able to.
  • the light emitted from each light source and the primary Stokes light of the light are transmitted to the emission end side of the second optical fiber from the first mirror, and the first mirror reflects the light. It is preferable to provide a second mirror that reflects the secondary Stokes light.
  • the secondary Stokes light can be reciprocated between the first mirror and the second mirror. Therefore, the generated secondary Stokes light can propagate through the optical fiber and the optical fiber member for a longer time than when there is no second mirror. Therefore, more primary Stokes light can be transitioned to secondary Stokes light, and the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the reflectance of the secondary Stokes light of the second mirror is lower than the reflectance of the secondary Stokes light of the first mirror.
  • the secondary Stokes light reflectance of the second mirror is lower than the secondary Stokes light reflectance of the first mirror, so that the secondary Stokes light is the second opposite to the light source as in the description of the laser device. Mainly emitted from the mirror side. For this reason, similarly to the description of the laser device, an increase in the power of the primary Stokes light can be suppressed toward the first mirror side that is the light source side. Therefore, even when the primary Stokes light passes through the first mirror and propagates toward the light source, the power can be suppressed. Therefore, the light source can be protected more appropriately.
  • a laser system propagates a plurality of light sources, a plurality of first optical fibers that individually propagate light emitted from each of the light sources, and each first optical fiber. And an optical fiber member having a second optical fiber that propagates the light, and at least one of the first optical fibers emits from the light source that propagates through the first optical fiber.
  • a first mirror that transmits light and reflects secondary Stokes light emitted from at least one of the plurality of light sources is provided.
  • the laser system when the first mirror is provided from the emission end of the optical fiber member, secondary Stokes light emitted from at least one of the light sources is generated and propagates to the light source side.
  • the secondary Stokes light when the secondary Stokes light is light that can be reflected by the first mirror, the secondary Stokes light can be reflected by the first mirror. Therefore, similarly to the laser system in which the first mirror is provided in the second optical fiber, the power of the primary Stokes light can be suppressed, and the transition from the light emitted from the light source to the primary Stokes light can be suppressed. it can.
  • the laser system of the present invention even when a large amount of light is emitted, it is possible to suppress the power of the primary Stokes light from becoming too large and to ensure reliability.
  • the distance from the first mirror to the emission end of the second optical fiber can be increased as compared with the case where the first mirror is provided in the second optical fiber. Therefore, the propagation distance of the secondary Stokes light reflected by the first mirror can be increased, and the transition from the primary Stokes light to the secondary Stokes light can be increased accordingly. Therefore, the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the first mirror reflects secondary Stokes light emitted from each of the light sources.
  • the secondary Stokes light of the light emitted from all the light sources can be reflected by the first mirror, the power of the secondary Stokes light can be increased and the power of the primary Stokes light can be further suppressed. be able to.
  • the first mirror is provided in the first optical fiber, it is preferable that the first mirror is provided in each of the first optical fibers.
  • the secondary Stokes light can be reflected by the first mirror. Therefore, the power of the secondary Stokes light can be increased and the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the primary Stokes light when the primary Stokes light is generated between the light source that emits light to the first optical fiber provided with the first mirror and the first mirror, and the primary Stokes light propagates toward the first mirror.
  • the primary Stokes light can be prevented from being reflected toward the light source. Therefore, the reliability can be further increased.
  • the second optical fiber transmits the light emitted from the light source and the primary Stokes light of the light, and the first optical fiber.
  • a second mirror that reflects the secondary Stokes light reflected by the mirror is preferably provided.
  • the number of second mirrors can be reduced and a simple configuration can be achieved as compared with the case where the second mirror is provided in each first optical fiber.
  • the first mirror is provided in the first optical fiber as described above, the distance between the first mirror and the second mirror that determines the distance through which the secondary Stokes light propagates can be increased. For this reason, more secondary Stokes light can be propagated to the optical fiber, and more primary Stokes light can be transitioned to secondary Stokes light. Therefore, the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the reflectance of the secondary Stokes light of the second mirror is lower than the reflectance of the secondary Stokes light of the first mirror. It is preferable.
  • the secondary Stokes light is mainly emitted from the second mirror side opposite to the light source.
  • an increase in the power of the primary Stokes light can be suppressed toward the first mirror side that is the light source side. Therefore, even when the primary Stokes light passes through the first mirror and propagates toward the light source, the power can be suppressed. Therefore, the light source can be protected more appropriately.
  • the present invention it is possible to provide a laser device and a laser system that can ensure excellent reliability even when light of a large power is emitted.
  • FIG. 1 is a diagram showing a laser apparatus according to the present invention.
  • the laser apparatus 1 of this embodiment includes a light source LS, a delivery fiber 52 that is an optical fiber that propagates light emitted from the light source LS, and a first FBG (Fiber Bragg Grating) as a first mirror.
  • a first FBG Fiber Bragg Grating
  • 61 and 2nd FBG62 as a 2nd mirror are provided as main structures.
  • the light source LS includes an excitation light source 20 that emits excitation light, an amplification optical fiber 13 to which the excitation light emitted from the excitation light source 20 is incident and an active element that is excited by the excitation light is added, and the amplification optical fiber 13.
  • the optical fiber 12 connected to one end of the optical fiber 12, the high reflectivity FBG 31 provided in the optical fiber 12, the combiner 10 for making the excitation light incident on the optical fiber 12, and the other end of the optical fiber 13 for amplification.
  • the optical fiber 14 and the low reflectance FBG 32 provided in the optical fiber 14 are provided as main components.
  • a resonator is formed by the amplification optical fiber 13, the high reflectivity FBG31, and the low reflectivity FBG32, and the light source LS of the present embodiment is a resonator type fiber laser device.
  • the excitation light source 20 is composed of a plurality of laser diodes 21 and emits excitation light having a wavelength for exciting the active element added to the amplification optical fiber 13.
  • Each laser diode 21 of the excitation light source 20 is connected to an excitation light optical fiber 25, and light emitted from the laser diode 21 is optically connected to each laser diode 21.
  • the pumping light optical fiber 25 include a multimode fiber. In this case, the pumping light propagates through the pumping light optical fiber 25 as multimode light.
  • the wavelength of the excitation light is, for example, 915 nm.
  • Examples of such an active element include rare earth elements, and examples of rare earth elements include thulium (Tm), cerium (Ce), neodymium (Nd), europium (Eu), erbium (Er), and the like. Can be mentioned. Furthermore, bismuth (Bi) etc. other than rare earth elements are mentioned as an active element.
  • the material constituting the inner cladding of the amplification optical fiber 13 includes, for example, pure quartz to which no dopant is added. When no element for increasing the refractive index is added to the core, the cladding is made of quartz to which an element for decreasing the refractive index, such as fluorine, is added.
  • the optical fiber 12 has the same configuration as the amplification optical fiber 13 except that no active element is added to the core.
  • the optical fiber 12 is connected to one end of the amplification optical fiber 13 such that the center axis of the core is aligned with the center axis of the core of the amplification optical fiber 13. Therefore, the core of the amplification optical fiber 13 and the core of the optical fiber 12 are optically coupled, and the inner cladding of the amplification optical fiber 13 and the inner cladding of the optical fiber 12 are optically coupled.
  • the first FBG 61 is provided on the light source LS side in the core of the delivery fiber 52.
  • the first FBG 61 is configured to transmit light having a wavelength emitted from the light source LS and reflect secondary Stokes light of this light.
  • the first FBG 61 reflects secondary Stokes light with a reflectance of 99%.
  • the wavelength of the secondary Stokes light having the wavelength is 1170 nm.
  • the first FBG 61 transmits light having a wavelength of 1060 nm and reflects light having a wavelength of 1170 nm.
  • excitation light is emitted from each laser diode 21 of the excitation light source 20.
  • the pumping light emitted from the pumping light source 20 enters the inner cladding of the amplification optical fiber 13 from the pumping optical fiber 25 through the inner cladding of the optical fiber 12.
  • the excitation light incident on the inner cladding of the amplification optical fiber 13 mainly propagates through the inner cladding and excites the active element added to the core when passing through the core of the amplification optical fiber 13.
  • the active element brought into an excited state emits spontaneous emission light having a specific wavelength.
  • the first FBG 61 Secondary Stokes light can be reflected.
  • the energy of the primary Stokes light easily transitions to the secondary Stokes light, so that the primary Stokes light transitions to the secondary Stokes light, compared to the example shown in FIG. The power of the primary Stokes light can be suppressed.
  • the laser device 1 of the present embodiment even when a large amount of light is emitted, it is possible to suppress the power of the primary Stokes light from becoming too large and to ensure reliability.
  • the second FBG 62 that reflects the secondary Stokes light and transmits the primary Stokes light is provided closer to the emission end side than the first FBG 61 in the delivery fiber 52. Therefore, the secondary Stokes light can be reciprocated between the first FBG 61 and the second FBG 62 as described above.
  • the secondary Stokes light reciprocating in this way can propagate through the delivery fiber 52 for a longer time than when the second FBG 62 is absent and the secondary Stokes light does not reciprocate. Therefore, more primary Stokes light can be transitioned to secondary Stokes light, and the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • FIG. 4 is a diagram showing a laser system according to the present invention.
  • a plurality of light sources LS a first optical fiber 51 that propagates light emitted from each light source LS, and light from the first optical fiber 51 are incident.
  • the first optical fiber 51, the combiner 55, and the delivery fiber 52 constitute an optical fiber member 50.
  • the delivery fiber 52 is provided with a first FBG 61 and a second FBG 62 as in the case of the delivery fiber of the first embodiment, and the emission end of the delivery fiber 52 is connected to the emission member 65 as in the first embodiment. .
  • the first FBG 61 and the second FBG 62 of the present embodiment transmit the light emitted from the respective light sources LS and the primary Stokes light of these lights, and reflect the secondary Stokes light of the light emitted from the respective light sources LS. Also in this embodiment, the reflectance of the secondary Stokes light of the second FBG 62 is made lower than the reflectance of the secondary Stokes light of the first FBG 61.
  • each light source LS When light is emitted from each light source LS as in the light source LS of the first embodiment, the light propagates through each first optical fiber 51 and enters the core of the delivery fiber 52 via the combiner 55. Propagate the core.
  • a part of the light irradiated to the workpiece or the like is reflected and incident on the output member 65, and a part of the light is incident on the core of the delivery fiber 52.
  • This light propagates in the direction toward the light source LS as the return light, that is, in the reverse direction. Since light in the forward direction from each light source LS toward the emission member 65 is propagated to the delivery fiber 52, a part of the light propagated from the light source LS and the above return light are transmitted as in the first embodiment. Part of the transition to primary Stokes light. The primary Stokes light propagates through the delivery fiber 52 and the power increases exponentially.
  • the second FBG 62 is not an essential configuration. Also in this case, when the secondary Stokes light is generated between the first FBG 61 and the emission member 65 and propagates toward the light source LS, the primary Stokes light becomes the secondary Stokes light due to the presence of the secondary Stokes light. Easier to transition. Therefore, in the laser system 2, the delivery fiber 52 is not provided with the second FBG 62, and the power of the primary Stokes light can be suppressed without the secondary Stokes light reciprocating between the first FBG 61 and the second FBG 62 as described above. it can.
  • the first FBG 61 is located closer to the light source LS than the midpoint of the delivery fiber 52 from the viewpoint of increasing the propagation distance of the secondary Stokes light, as in the first embodiment. It is preferable.
  • the secondary Stokes light can reciprocate between the first FBG 61 and the second FBG 62, and the power of the secondary Stokes light can be increased. As a result, the power of the primary Stokes light is increased. Can be suppressed more preferably.
  • the laser system 2 of the present embodiment includes the plurality of light sources LS, the plurality of first optical fibers 51 that individually propagate the light emitted from each light source LS, and the first optical fibers 51. And an optical fiber member 50 having a delivery fiber 52 that receives the propagating light and propagates the light.
  • the delivery fiber 52 is provided with a first FBG 61 that transmits light emitted from each light source LS and reflects secondary Stokes light of this light.
  • the delivery fiber 52 may be provided with the first FBG 61 that transmits the light emitted from each light source LS and reflects the secondary Stokes light emitted from at least one of the plurality of light sources LS. .
  • the first FBG 61 preferably reflects the secondary Stokes light emitted from each light source LS as in the above embodiment.
  • the first FBG 61 transmits the primary Stokes light emitted from each light source LS, similarly to the laser device 1 of the first embodiment. For this reason, it is possible to suppress the primary Stokes light generated between each light source LS and the first FBG 61 and propagating toward the first FBG 61 from being reflected toward the light source LS.
  • the second FBG 62 that reflects the secondary Stokes light emitted from each light source LS and transmits the primary Stokes light emitted from the light source LS is provided. Therefore, the secondary Stokes light can be reciprocated between the first FBG 61 and the second FBG 62, and the generated secondary Stokes light is part of the optical fiber member 50 for a longer time than the case without the second FBG 62. 52 can be propagated. Therefore, more primary Stokes light can be changed to secondary Stokes light, and the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the first FBG 61 does not reflect the secondary Stokes light based on the light emitted from some of the light sources LS, and reflects the secondary Stokes light based on the light emitted from the other part of the light sources LS. It may be configured to.
  • the second FBG 62 may not reflect the secondary Stokes light that is not reflected by the first FBG 61. Therefore, the second FBG 62 only needs to reflect the secondary Stokes light reflected by the first FBG 61.
  • the secondary Stokes light reflected by the second FBG 62 is lower than the secondary Stokes light reflectance of the first FBG 61, so that the secondary Stokes light reciprocating between the first FBG 61 and the second FBG 62 is opposite to the light source LS. Mainly emitted from the second FBG 62 side. Therefore, the power of the secondary Stokes light reciprocating between the first FBG 61 and the second FBG 62 is lower on the second FBG 62 side than on the first FBG 61 side, and becomes higher from the second FBG 62 side toward the first FBG 61 side. As described in the first embodiment, the higher the power of the secondary Stokes light, the easier the primary Stokes light transitions to the secondary Stokes light.
  • FIG. 5 is a diagram showing a laser system according to the present invention. As shown in FIG. 5, the laser system 3 of this embodiment is different from the laser system 2 of the second embodiment in that the first FBG 61 is not provided in the delivery fiber 52 but is provided in each first optical fiber 51.
  • Each light source LS has the same configuration as that of the light source LS of the first embodiment, and each light source LS emits light having a slightly different wavelength band from the optical fiber 14 as in the second embodiment.
  • Each first FBG 61 provided in each first optical fiber 51 transmits light from the light source LS propagating through the first optical fiber provided therein, and also transmits primary Stokes light of this light. Also, each first FBG 61 reflects the secondary Stokes light of the light emitted from each light source LS.
  • the second FBG 62 provided in the delivery fiber 52 transmits the light emitted from each light source LS and the primary Stokes light of this light, and reflects the secondary Stokes light reflected by each first FBG 61.
  • the reflectance of the second FBG 62 is set lower than the reflectance of each first FBG 61.
  • the first FBG 61 is provided in the section closest to the light source LS when the output end of the delivery fiber 52 and the connection point of the first optical fiber 51 to the light source LS are equally divided.
  • the second FBG 62 is preferably provided in the section closest to the emission end.
  • the secondary Stokes light when the secondary Stokes light is generated between the first FBG 61 and the second FBG 62, the secondary Stokes light is reflected by the first FBG 61 and the second FBG 62 and reciprocates between the first FBG 61 and the second FBG 62.
  • the primary Stokes light easily transitions to secondary Stokes light. Therefore, it is possible to suppress the power of the primary Stokes light from being increased, and by suppressing the power of the primary Stokes light, light that is emitted from the light source LS and propagates in the forward direction or return light that propagates in the reverse direction. However, it can suppress that it changes to primary Stokes light.
  • the second FBG 62 is not an essential configuration. Also in this case, when the secondary Stokes light is generated between the first FBG 61 and the emission member 65 and propagates toward the light source LS, the primary Stokes light becomes the secondary Stokes light due to the presence of the secondary Stokes light. Easier to transition. Therefore, even when the second FBG 62 is not provided in the delivery fiber 52 in the laser system 3, the power of the primary Stokes light can be suppressed.
  • the first FBG 61 is located between the emission end of the delivery fiber 52 and the connection point of the first optical fiber 51 to the light source LS from the viewpoint of increasing the propagation distance of the secondary Stokes light. It is preferable to be located on the light source LS side from the point. However, as described in the second embodiment, it is preferable to provide the second FBG 62 because the power of the primary Stokes light can be further suppressed.
  • the second FBG 62 is provided in the delivery fiber 52. However, if the second FBG 62 is provided on the emission end side of the first FBG 61, that is, on the opposite side of the light source LS from the first FBG 61, the second FBG 62 is provided.
  • the first optical fiber 51 may be provided.
  • the first FBG 61 is provided in all the first optical fibers 51, but the first FBG 61 is provided in some of the first optical fibers 51, and the first FBG 61 is provided in the other part of the first optical fibers 51.
  • the 1FBG 61 may not be provided. Even in this case, since the second Stokes light propagating to the first optical fiber 51 provided with the first FBG 61 can be reflected by the first FBG 61, the first FBG 61 is not provided for all the first optical fibers 51. As compared with, the power of the primary Stokes light can be suppressed. However, it is preferable that the first FBGs 61 are provided in all the first optical fibers 51 from the viewpoint that the secondary Stokes light can be reflected more.
  • the first FBG 61 may be provided in a part of the plurality of first optical fibers 51, and the first FBG 61 reflects the secondary Stokes light based on the light emitted from some of the light sources LS. Instead, secondary Stokes light based on light emitted from some other light sources LS may be reflected. Therefore, in the laser system 3 of the present embodiment, at least one of the first optical fibers 51 transmits light emitted from the light source LS propagating through the first optical fiber 51 and at least one of the plurality of light sources LS. 1st FBG61 which reflects the secondary Stokes light of the light radiate
  • the second FBG 62 is provided in the delivery fiber 52.
  • the second FBG 62 may be provided closer to the delivery fiber 52 than the first FBG 61 in the first optical fiber 51 in which the first FBG 61 is provided.
  • the secondary Stokes light reflected by the second FBG 62 is secondary Stokes light reflected by the first FBG 61 provided in the first optical fiber 51 provided with the second FBG 62.
  • the second FBG 62 transmits light from the light source LS propagating through the first optical fiber 51 provided with the second FBG 62 and primary Stokes light from the light source LS.
  • the first FBG 61 that is the first mirror may be configured to suppress transmission of the primary Stokes light emitted from the light source LS.
  • the first FBG 61 is used. Preferably transmits the primary Stokes light.
  • the reflectance of the secondary Stokes light of the second FBG 62 is set lower than the reflectance of the secondary Stokes light of the first FBG 61.
  • the reflectance of the secondary Stokes light of the second FBG 62 may be the same as the reflectance of the secondary Stokes light of the first FBG 61.
  • the secondary Stokes light reflectivity of the second FBG 62 is the secondary Stokes light of the first FBG 61. It is preferable that the reflectance is lower than the light reflectance.
  • the light source LS is a fiber laser device having the amplification optical fiber 13.
  • the light source LS is not limited to the fiber laser device, and may be another laser device such as a solid-state laser device. .

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Abstract

レーザ装置（１）は、光源（ＬＳ）と、光源（ＬＳ）から出射する光が伝搬するデリバリファイバ（５２）とを備え、デリバリファイバ（５２）には光源（ＬＳ）から出射する光を透過し当該光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ（６１）が設けられる。

Description

レーザ装置、レーザシステム
　本発明は、信頼性に優れるレーザ装置、レーザシステムに関し、特にパワーの大きな光を出射するレーザ装置、レーザシステムに好適なものである。
　ファイバレーザ装置は、集光性に優れ、パワー密度が高く、小さなビームスポットとなる光が得られることから、レーザ加工分野、医療分野等の様々な分野において用いられている。
　このようなファイバレーザ装置では、ファイバレーザ装置からの出射光が被加工体等で反射して、反射した光がファイバレーザ装置の出射端から入射する場合がある。また、出射した光が再び入射する場合以外にも、光の出射端等で光が反射する場合がある。近年、ファイバレーザ装置から出射する光のパワーは大きくなる傾向にあり、反射により戻る戻り光のパワーも大きくなる傾向がある。この様に出射方向及び反射方向に光ファイバを伝搬する光のパワーが大きくなると、光のパワー密度が上がり誘導ラマン散乱を起こし、ストークス光が発生する場合がある。このようにストークス光が発生すると、ストークス光の少なくとも一部は光ファイバを戻り光と同様に伝搬する。
　上記のようにストークス光が発生すると、ファイバレーザ装置から本来出射する波長の光からストークス光にエネルギーが遷移し易くなり、光を増幅する機能を有しない光ファイバにおいてもストークス光のパワーが大きくなる傾向がある。しかも、ストークス光のパワーが大きくなると、本来出射すべき波長の光がよりストークス光に遷移し易くなる。このため、ストークス光は伝搬する距離に対して指数関数的に大きくなる傾向にある。従って、上記のようにストークス光が光ファイバを戻り光と同様に伝搬する場合、ストークス光が光源まで伝搬して光源に損傷を与えるという懸念がある。
　下記特許文献１には、希土類添加ファイバから励起光源側に向かう戻り光のパワーを測定し、この戻り光のパワーが所定値を超えた場合に励起光源の出力を減じるファイバレーザ装置が記載されている。
特許第４６９９１３１号公報
　上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置によれば、励起光のパワーが調整されることで、ファイバレーザ装置の損傷を防止できるとされる。しかし、ファイバレーザ装置の出射光のパワーを大きくしたいとの要請がある。そこで、たとえストークス光が生じる場合であっても、本来出射すべき波長の光がストークス光に遷移することが抑制できれば、ストークス光のパワーを抑えることができ、より大きなパワーの光を出射する場合であっても信頼性に優れるファイバレーザ装置とすることができる。また、光ファイバを用いて信号光を伝搬するレーザ装置において、増幅用光ファイバを用いたファイバレーザ装置でなくとも、大きなパワーの光を出射する場合に優れた信頼性を確保したいという要請がある。
　そこで、本発明は、大きなパワーの光を出射する場合であっても優れた信頼性を確保し得るレーザ装置、レーザシステムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明のレーザ装置は、光源と、前記光源から出射する光が伝搬する光ファイバと、を備え、前記光ファイバには前記光源から出射する光を透過すると共に当該光の二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられることを特徴とするものである。
　上記のように光ファイバから光を出射するレーザ装置では、出射した光が反射して光ファイバに入射して光ファイバ内にて一次ストークス光が発生する場合があり、この場合、当該一次ストークス光のパワーが光ファイバを伝搬するにつれて強まる傾向にある。そして、一次ストークス光のパワーが所定のパワーより大きくなると、一次ストークス光から二次ストークス光が発生する。しかし、本発明では、光ファイバに二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられている。このため、光ファイバの出射端から第１ミラーが設けられている間において、二次ストークス光が発生して光源側に伝搬する場合であっても、第１ミラーで二次ストークス光を反射することができる。しかも、二次ストークス光が存在する環境下では一次ストークス光のエネルギーが二次ストークス光に遷移し易いため、一次ストークス光が二次ストークス光に遷移することで、第１ミラーが設けられない場合と比べて、一次ストークス光のパワーが大きくなることを抑制することができる。ところで、上記のように一次ストークス光のパワーが大きくなると、光源から出射する光がより一次ストークス光に遷移し易くなる。しかし、本発明のレーザ装置によれば、上記のように一次ストークス光のパワーが大きくなることが抑制されることにより、光源から出射する光が一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。こうして、本発明のレーザ装置によれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても、一次ストークス光のパワーが大きくなりすぎることを抑制し、信頼性を確保し得る。
　また、上記レーザ装置において、前記第１ミラーは前記光源から出射する光の一次ストークス光を透過することが好ましい。
　この場合、光源と第１ミラーとの間で発生して第１ミラーに向かって伝搬する一次ストークス光が光源に向かって反射されることを抑制することができる。従って、信頼性をより高くすることができる。
　また、上記レーザ装置において、前記光ファイバにおける前記第１ミラーよりも出射端側には、前記光源から出射する光及び当該光の一次ストークス光を透過すると共に前記二次ストークス光を反射する第２ミラーが設けられることが好ましい。
　この場合、第１ミラーと第２ミラーとの間で二次ストークス光を往復させることができる。従って、発生した二次ストークス光は、第２ミラーが無い場合よりも長時間光ファイバや光ファイバ部材を伝搬することができる。従って、より多くの一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができ、一次ストークス光のパワーをより抑えることができる。
　さらに、前記第２ミラーの前記二次ストークス光の反射率は前記第１ミラーの前記二次ストークス光の反射率よりも低いことが好ましい。
　第２ミラーの二次ストークス光の反射率が第１ミラーの二次ストークス光の反射率よりも低いことで、第１ミラーと第２ミラーとの間を往復する二次ストークス光は光源と反対側の第２ミラー側から主に出射する。また、上記のように二次ストークス光が第２ミラー側から主に出射するため、第１ミラーと第２ミラーとの間における二次ストークス光のパワーは、第２ミラー側から第１ミラー側に向かって高くなる。二次ストークス光のパワーが大きいほど一次ストークス光が二次ストークス光に遷移し易くなるため、光源側である第１ミラー側ほど一次ストークス光のパワーの増加を抑えることができる。従って、一次ストークス光が第１ミラーを透過して光源に向かって伝搬する場合でも、そのパワーを抑制することができる。従って、より適切に光源を保護することができる。
　また、上記課題を解決するため、本発明のレーザシステムは、複数の光源と、それぞれの前記光源から出射する光を個別に伝搬する複数の第１光ファイバと、それぞれの第１光ファイバを伝搬する光が入射し当該光を伝搬する第２光ファイバとを有する光ファイバ部材と、を備え、前記第２光ファイバには、それぞれの前記光源から出射する光を透過すると共に前記複数の光源の少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられることを特徴とするものである。
　このレーザシステムでは、光ファイバ部材の出射端から第１ミラーが設けられている間において、光源の少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光が発生して光源側に伝搬する場合であっても、その二次ストークス光が第１ミラーで反射し得る光である場合に、当該二次ストークス光を第１ミラーで反射することができる。この様に二次ストークス光を反射する場合、上記レーザ装置における説明と同様にして、一次ストークス光が二次ストークス光に遷移することで、一次ストークス光のパワーを抑えることができ、光源から出射する光が一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。こうして、本発明のレーザシステムによれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても、一次ストークス光のパワーが大きくなりすぎることを抑制し、信頼性を確保し得る。また、このレーザシステムでは、第１ミラーが第２光ファイバに設けられるため、第１ミラーがそれぞれの第１光ファイバに設けられる場合よりも、第１ミラーの数を減らすことができ、簡易な構成とすることができる。また、第１ミラーを第１光ファイバに設ける場合には、第２光ファイバを伝搬する二次ストークス光は第１光ファイバと第２光ファイバとの接続部を伝搬することとなる。この場合、二次ストークス光が接続部を伝搬しない場合と比べて、当該接続部で発熱し易くなる。従って、第１ミラーが第２光ファイバに設けられることで、第１光ファイバと第２光ファイバとの接続部での発熱を抑制することができる。
　また、上記レーザシステムにおいて、前記第１ミラーは、それぞれの前記光源から出射する光の二次ストークス光を反射することが好ましい。
　この場合、全ての光源から出射する光の二次ストークス光を第１ミラーで反射することができるため、二次ストークス光のパワーをより高くすることができ、一次ストークス光のパワーをより抑制することができる。
　また、上記レーザシステムにおいて、前記第１ミラーは、それぞれの前記光源から出射する光の一次ストークス光を透過することが好ましい。
　この場合、それぞれの光源と第１ミラーとの間で発生して第１ミラーに向かって伝搬する一次ストークス光が光源に向かって反射されることを抑制することができる。従って、信頼性をより高くすることができる。
　また、上記レーザシステムにおいて、前記第２光ファイバにおける前記第１ミラーよりも出射端側には、それぞれの前記光源から出射する光及び当該光の一次ストークス光を透過すると共に前記第１ミラーが反射する前記二次ストークス光を反射する第２ミラーが設けられることが好ましい。
　この場合、第１ミラーと第２ミラーとの間で二次ストークス光を往復させることができる。従って、発生した二次ストークス光は、第２ミラーが無い場合よりも長時間光ファイバや光ファイバ部材を伝搬することができる。従って、より多くの一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができ、一次ストークス光のパワーをより抑えることができる。
　また、上記レーザシステムにおいて、前記第２ミラーの前記二次ストークス光の反射率は、前記第１ミラーの前記二次ストークス光の反射率よりも低いことが好ましい。
　第２ミラーの二次ストークス光の反射率が第１ミラーの二次ストークス光の反射率よりも低いことで、上記レーザ装置の説明と同様に、二次ストークス光は光源と反対側の第２ミラー側から主に出射する。このため、上記レーザ装置の説明と同様にして、光源側である第１ミラー側ほど一次ストークス光のパワーの増加を抑えることができる。従って、一次ストークス光が第１ミラーを透過して光源に向かって伝搬する場合でも、そのパワーを抑制することができる。従って、より適切に光源を保護することができる。
　また、上記課題を解決するため、本発明のレーザシステムは、複数の光源と、それぞれの前記光源から出射する光を個別に伝搬する複数の第１光ファイバと、それぞれの第１光ファイバを伝搬する光が入射し当該光を伝搬する第２光ファイバとを有する光ファイバ部材と、を備え、前記第１光ファイバの少なくとも一つには、当該第１光ファイバを伝搬する前記光源から出射する光を透過すると共に前記複数の光源の少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられることを特徴とするものである。
　このレーザシステムでは、光ファイバ部材の出射端から第１ミラーが設けられている間において、光源の少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光が発生して光源側に伝搬する場合であっても、その二次ストークス光が第１ミラーで反射し得る光である場合に、当該二次ストークス光を第１ミラーで反射することができる。従って、上記第２光ファイバに第１ミラーが設けられるレーザシステムと同様にして、一次ストークス光のパワーを抑えることができ、光源から出射する光が一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。こうして、本発明のレーザシステムによれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても、一次ストークス光のパワーが大きくなりすぎることを抑制し、信頼性を確保し得る。また、このレーザシステムの場合、第１ミラーが第２光ファイバに設けられる場合と比べて、第１ミラーから第２光ファイバの出射端までの距離を大きくすることができる。従って、第１ミラーで反射した二次ストークス光の伝搬距離を大きくすることができ、その分、一次ストークス光から二次ストークス光への遷移を多くすることができる。従って、一次ストークス光のパワーをより抑えることができる。
　また、第１ミラーが第１光ファイバに設けられる上記レーザシステムにおいて、前記第１ミラーは、それぞれの前記光源から出射する光の二次ストークス光を反射することが好ましい。
　この場合、全ての光源から出射する光の二次ストークス光を第１ミラーで反射することができるため、二次ストークス光のパワーをより高くすることができ、一次ストークス光のパワーをより抑制することができる。
　また、第１ミラーが第１光ファイバに設けられる上記レーザシステムにおいて、それぞれの前記第１光ファイバに前記第１ミラーが設けられることが好ましい。
　この場合、第２光ファイバからいずれの第１光ファイバに二次ストークス光が入射しても、第１ミラーで二次ストークス光を反射することができる。従って、二次ストークス光のパワーをより高くすることができ、一次ストークス光のパワーをより抑制することができる。
　また、第１ミラーが第１光ファイバに設けられる上記レーザシステムにおいて、前記第１ミラーは、当該第１ミラーが設けられる前記第１光ファイバを伝搬する前記光源から出射する光の一次ストークス光を透過することが好ましい。
　この場合、第１ミラーが設けられた第１光ファイバに光を出射する光源と第１ミラーとの間で一次ストークス光が発生して当該一次ストークス光が第１ミラーに向かって伝搬する場合に、この一次ストークス光が当該光源に向かって反射されることを抑制することができる。従って、信頼性をより高くすることができる。
　また、第１ミラーが第１光ファイバに設けられる上記レーザシステムにおいて、前記第２光ファイバには、それぞれの前記光源から出射する光及び当該光の一次ストークス光を透過すると共にそれぞれの前記第１ミラーが反射する前記二次ストークス光を反射する第２ミラーが設けられることが好ましい。
　この場合、第２ミラーがそれぞれの第１光ファイバに設けられる場合よりも、第２ミラーの数を減らすことができ、簡易な構成をすることができる。また、上記のように第１ミラーが第１光ファイバに設けられるため、二次ストークス光が伝搬する距離を定める第１ミラーと第２ミラーとの距離を大きくすることができる。このため、より多くの二次ストークス光を光ファイバに伝搬させることでき、より多くの一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができる。従って、一次ストークス光のパワーをより抑制させることができる。
　また、第１ミラーが第１光ファイバに設けられる上記レーザシステムにおいて、前記第２ミラーの前記二次ストークス光の反射率はそれぞれの前記第１ミラーの前記二次ストークス光の反射率よりも低いことが好ましい。
　この場合、上記の第１ミラーが第２光ファイバに設けられる上記レーザシステムと同様に、二次ストークス光は光源と反対側の第２ミラー側から主に出射する。また、上記レーザ装置の説明と同様にして、光源側である第１ミラー側ほど一次ストークス光のパワーの増加を抑えることができる。従って、一次ストークス光が第１ミラーを透過して光源に向かって伝搬する場合でも、そのパワーを抑制することができる。従って、より適切に光源を保護することができる。
　以上説明したように、本発明によれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても優れた信頼性を確保し得るレーザ装置、レーザシステムが提供される。
本発明の第１実施形態におけるレーザ装置を示す図である。 図１のレーザ装置におけるデリバリファイバに第１ＦＢＧ及び第２ＦＢＧが設けられていない場合に、デリバリファイバを逆方向に伝搬する一次ストークス光のパワーを示す図である。 図１のレーザ装置におけるデリバリファイバを逆方向に伝搬する一次ストークス光のパワー、及び、二次ストークス光のパワーを示す図である。 本発明の第２実施形態におけるレーザシステムを示す図である。 本発明の第３実施形態におけるレーザシステムを示す図である。
　以下、本発明に係る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）
　本実施形態は、レーザ装置にかかる実施形態である。図１は、本発明にかかるレーザ装置を示す図である。図１に示すように、本実施形態のレーザ装置１は、光源ＬＳと、光源ＬＳから出射する光を伝搬する光ファイバであるデリバリファイバ５２と、第１ミラーとしての第１ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）６１と、第２ミラーとしての第２ＦＢＧ６２と、を主な構成として備える。
　光源ＬＳは、励起光を出射する励起光源２０と、励起光源２０から出射する励起光が入射し、励起光により励起される活性元素が添加される増幅用光ファイバ１３と、増幅用光ファイバ１３の一端に接続される光ファイバ１２と、光ファイバ１２に設けられる高反射率ＦＢＧ３１と、光ファイバ１２に励起光を入射するためのコンバイナ１０と、増幅用光ファイバ１３の他端に接続される光ファイバ１４と、光ファイバ１４に設けられる低反射率ＦＢＧ３２と、を主な構成として備える。増幅用光ファイバ１３と高反射率ＦＢＧ３１と低反射率ＦＢＧ３２とで共振器が形成され、本実施形態の光源ＬＳは共振器型のファイバレーザ装置とされる。
　励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、増幅用光ファイバ１３に添加される活性元素を励起する波長の励起光を出射する。励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光用光ファイバ２５に接続されており、レーザダイオード２１から出射する光は、それぞれのレーザダイオード２１に光学的に接続される励起光用光ファイバ２５を伝搬する。励起光用光ファイバ２５としては、例えば、マルチモードファイバを挙げることができ、この場合、励起光は励起光用光ファイバ２５をマルチモード光として伝搬する。なお、後述のように増幅用光ファイバ１３に添加される活性元素がイッテルビウムである場合、励起光の波長は、例えば、９１５ｎｍとされる。
　増幅用光ファイバ１３は、コアと、コアの外周面を隙間なく囲む内側クラッドと、内側クラッドの外周面を被覆する外側クラッドと、外側クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。増幅用光ファイバ１３のコアを構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出射する光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記イッテルビウムの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。また、増幅用光ファイバ１３の内側クラッドを構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。なお、コアに屈折率を上昇させる元素が添加されない場合には、クラッドは例えばフッ素等の屈折率を低下させる元素が添加された石英から成る。また、増幅用光ファイバ１３の外側クラッドを構成する材料としては、例えば、内側クラッドより屈折率の低い樹脂が挙げられ、増幅用光ファイバ１３の被覆層を構成する材料としては、例えば、外側クラッドを構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。増幅用光ファイバは、シングルモードファイバとされるが、パワーの大きな信号光が増幅用光ファイバのコアを伝搬可能なように、コアの直径がマルチモードファイバと同様とされつつも、シングルモードの光を伝搬する構成とされても良い。また、増幅用光ファイバ１３は、コアを伝搬する光のビーム品質を維持しつつ数モードの光を伝搬するフューモードファイバとされても良く、ビーム品質にこだわらない場合マルチモードファイバとされても良い。
　光ファイバ１２は、コアに活性元素が添加されていない点を除き増幅用光ファイバ１３と同じ構成とされる。光ファイバ１２は、コアの中心軸が増幅用光ファイバ１３のコアの中心軸と合わされて、増幅用光ファイバ１３の一端に接続されている。従って、増幅用光ファイバ１３のコアと光ファイバ１２のコアとが光学的に結合し、増幅用光ファイバ１３の内側クラッドと光ファイバ１２の内側クラッドとが光学的に結合している。
　また、高反射率ＦＢＧ３１は、光ファイバ１２のコアに設けられている。こうして高反射率ＦＢＧ３１は、増幅用光ファイバ１３の一端側に設けられている。高反射率ＦＢＧ３１は、光ファイバ１２の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されることで構成されている。この周期が調整されることにより、高反射率ＦＢＧ３１は、励起状態とされた増幅用光ファイバ１３の活性元素が放出する光のうち特定波長の光を反射する。高反射率ＦＢＧ３１は、上述のように増幅用光ファイバ１３に添加される活性元素がイッテルビウムである場合、例えば波長が１０６０ｎｍの光を例えば９９％以上の反射率で反射する。
　また、コンバイナ１０において、光ファイバ１２の内側クラッドに励起光用光ファイバ２５のコアが接続されている。こうして、励起光源２０と接続される励起光用光ファイバ２５と増幅用光ファイバ１３の内側クラッドとは、光ファイバ１２の内側クラッドを介して、光学的に結合される。
　また、コンバイナ１０において、光ファイバ１２に光ファイバ１１が接続されている。光ファイバ１１は、例えば、光ファイバ１２のコアと同じ直径のコアを有する光ファイバとされる。光ファイバ１１の一端は光ファイバ１２に接続されており、光ファイバ１１のコアと光ファイバ１２のコアとが光学的に結合している。また、光ファイバ１１のコンバイナ１０側と反対側には熱変換部Ｅが接続されている。
　光ファイバ１４は、活性元素が添加されていないことを除いて増幅用光ファイバ１３のコアと同様のコアと、当該コアの外周面を隙間なく囲み増幅用光ファイバ１３の内側クラッドと同様の構成のクラッドと、クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。光ファイバ１４は、増幅用光ファイバ１３の他端に接続されており、増幅用光ファイバ１３のコアと光ファイバ１４のコアとが光学的に結合している。
　また、低反射率ＦＢＧ３２は光ファイバ１４のコアに設けられている。こうして低反射率ＦＢＧ３２は、増幅用光ファイバ１３の他端側に設けられている。低反射率ＦＢＧ３２は、光ファイバ１４の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されており、高反射率ＦＢＧ３１が反射する光の少なくとも一部の波長の光を高反射率ＦＢＧ３１よりも低い反射率で反射するように構成されている。低反射率ＦＢＧ３２は、例えば、高反射率ＦＢＧ３１が反射する光と同じ波長の光を５０％の反射率で反射するように構成されている。従って、上記のように高反射率ＦＢＧ３１が波長１０６０ｎｍの光を反射する場合、低反射率ＦＢＧ３２を当該波長の光の一部が透過して、透過した光は光ファイバ１４から出射する。
　また、光ファイバ１４の増幅用光ファイバ１３側と反対側には、デリバリファイバ５２が接続されている。つまり、本実施形態では、光ファイバ１４の低反射率ＦＢＧ３２を含む少なくとも一部までが光源ＬＳとされる。
　光源ＬＳに接続されるデリバリファイバ５２の構成は、光ファイバ１４と同様とされる。従って、デリバリファイバ５２は、活性元素が添加されていないことを除いて増幅用光ファイバ１３のコアと同様のコアと、当該コアの外周面を隙間なく囲み増幅用光ファイバ１３の内側クラッドと同様の構成のクラッドと、クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。なお、光ファイバ１４が延長されることにより、光ファイバ１４の一部がデリバリファイバ５２とされても良い。
　デリバリファイバ５２のコアにおける光源ＬＳ側には、第１ＦＢＧ６１が設けられている。第１ＦＢＧ６１は、光源ＬＳから出射する波長の光を透過し、この光の二次ストークス光を反射する構成とされる。例えば、第１ＦＢＧ６１は二次ストークス光を９９％の反射率で反射する。上記のように増幅用光ファイバ１３にイッテルビウムが添加され、光源ＬＳの光ファイバ１４から波長１０６０ｎｍの光が出射する場合、当該波長の光の二次ストークス光の波長は１１７０ｎｍとなる。この場合、第１ＦＢＧ６１は、波長１０６０ｎｍの光を透過し、波長１１７０ｎｍの光を反射する。また、本実施形態では、第１ＦＢＧ６１は、光源ＬＳから出射する光の一次ストークス光を透過する構成とされる。従って、上記のように光源ＬＳの光ファイバ１４から波長１０６０ｎｍの光が出射する場合、当該波長の光の一次ストークス光の波長は１１１２ｎｍとなるため、第１ＦＢＧ６１は波長１１１２ｎｍの光を透過する。
　デリバリファイバ５２のコアにおける第１ＦＢＧ６１を基準とした光源ＬＳ側と反対側、すなわち第１ＦＢＧ６１よりも出射端側には、第２ＦＢＧ６２が設けられている。第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１と同様に光源ＬＳから出射する波長の光を透過し、この光の二次ストークス光を反射する構成とされ、この二次ストークス光を第１ＦＢＧ６１よりも低い反射率で反射する。第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１が反射する光と同じ波長の光を例えば９０％の反射率で反射する。また、本実施形態では、第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１と同様に光源ＬＳから出射する光の一次ストークス光を透過する構成とされる。
　なお、デリバリファイバ５２を三等分する場合において、第１ＦＢＧ６１が最も光源ＬＳ側の区間に設けられ、第２ＦＢＧ６２が最も出射端側の区間に設けられることが好ましい。このように第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが設けられることで、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが互いに近づいて形成されることを抑制することができる。
　また、デリバリファイバ５２の出射端には出射部材６５が接続されている。出射部材６５は、デリバリファイバ５２から出射する光の直径を広げて出射するための部材であり、例えば、デリバリファイバ５２のコアの直径よりも大きな直径を有する円柱状のガラスロッドから成る。
　次にレーザ装置１の動作について説明する。
　まず、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から励起光が出射する。励起光源２０から出射した励起光は、励起光用光ファイバ２５から光ファイバ１２の内側クラッドを介して、増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射する。増幅用光ファイバ１３の内側クラッドに入射した励起光は主に内側クラッドを伝搬して、増幅用光ファイバ１３のコアを通過する際にコアに添加されている活性元素を励起する。励起状態とされた活性元素は、特定の波長の自然放出光を放出する。この自然放出光は、増幅用光ファイバ１３のコアを伝搬して、一部の波長の光が高反射率ＦＢＧ３１により反射され、反射された光のうち低反射率ＦＢＧ３２が反射する波長の光が低反射率ＦＢＧ３２で反射されて、高反射率ＦＢＧ３１と低反射率ＦＢＧ３２との間、すなわち共振器内を往復する。この光は、増幅用光ファイバ１３のコアを伝搬するときに誘導放出により増幅され、レーザ発振状態となる。そして、増幅された光のうち一部の光は、低反射率ＦＢＧ３２を透過して光ファイバ１４から出射する。こうして、光源ＬＳから光が出射する。
　光源ＬＳから出射する光は、デリバリファイバ５２に入射する。デリバリファイバ５２には第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２が設けられているが、上記のように第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２は共に光源ＬＳから出射する光を透過するため、この光は、第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２を透過する。そして、第２ＦＢＧ６２を透過した光は、デリバリファイバ５２から出射部材６５に入射し、出射部材６５で光の直径が広げられて、出射光として出射する。この出射光は、加工体等に照射される。
　ところで、加工体等に照射された光の一部が、反射して出射部材６５に入射し、入射した光の一部がデリバリファイバ５２のコアに入射する場合がある。この光は、戻り光としてデリバリファイバ５２を光源ＬＳに向かう方向すなわち逆方向に伝搬する。ところで、デリバリファイバ５２には、上記のように光源ＬＳから出射した光が出射部材６５に向かう方向すなわち順方向に伝搬している。このため、順方向に向かう光のエネルギーと逆方向に向かう光のエネルギーとが合わさり高いエネルギー密度となる。この様にデリバリファイバ５２のコアの光のエネルギー密度が高くなると、光源ＬＳから伝搬する光の一部や上記戻り光の一部が一次ストークス光に遷移する。この一次ストークス光は順方向、逆方向のそれぞれに伝搬し得る。
　図２は、第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２がデリバリファイバ５２に設けられていない場合に、逆方向に伝搬する一次ストークス光のパワーを示す図である。デリバリファイバ５２を一次ストークス光が伝搬すると、一次ストークス光が伝搬しない場合と比べて、光源ＬＳから伝搬する光や戻り光が一次ストークス光に遷移し易くなる。さらに一次ストークス光のパワーが大きくなるにつれて、光源ＬＳから伝搬する光や戻り光が一次ストークス光により遷移し易くなる。このため、図２に示すように、一次ストークス光はデリバリファイバ５２を伝搬しながら、パワーが指数関数的に増加する。なお、本実施形態の場合、光源ＬＳが増幅用光ファイバ１３を有するファイバレーザ装置であるため、光源ＬＳに増幅された一次ストークス光が入射すると当該一次ストークス光は増幅用光ファイバ１３によって更に高いパワーに増幅される。
　上記のようにデリバリファイバ５２において一次ストークス光のパワーが増加すると、一次ストークス光のエネルギー密度が高くなり、一次ストークス光の一部が二次ストークス光に遷移する。ところで、本実施形態のレーザ装置１は、上記のように、この二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２がデリバリファイバ５２に設けられている。図３は、本実施形態のレーザ装置１におけるデリバリファイバ５２を逆方向に伝搬する一次ストークス光のパワー、及び、二次ストークス光のパワーを示す図である。二次ストークス光が第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間で生じる場合、二次ストークス光は、第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２で反射されて第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する。したがって、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を二次ストークス光が伝搬することになる。この二次ストークス光の一部は第２ＦＢＧ６２から主に出射する。図３の例では、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間における二次ストークス光のパワーは、第２ＦＢＧ６２側から第１ＦＢＧ６１側に向かって高くなる。ところで、デリバリファイバ５２を二次ストークス光が伝搬すると、二次ストークス光が伝搬しない場合と比べて、一次ストークス光が二次ストークス光に遷移し易くなる。さらに、一次ストークス光は、二次ストークス光のパワーが大きいほど二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、上記のように光源ＬＳから伝搬する光や戻り光が一次ストークス光に遷移する場合であっても、当該一次ストークス光は二次ストークス光に遷移し、光源ＬＳ側である第１ＦＢＧ６１側ほど一次ストークス光から二次ストークス光に遷移させることができる。従って、一次ストークス光が第１ＦＢＧ６１を透過して光源に向かって伝搬する場合であっても、第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率と第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率とが同じ場合と比べて、第１ＦＢＧ６１を透過する一次ストークス光パワーが大きくなることを抑制することができる。なお、図３の例と異なり、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間における二次ストークス光のパワーが、第２ＦＢＧ６２側から第１ＦＢＧ６１側に向かって低くなる場合や、第２ＦＢＧ６２と第１ＦＢＧ６１との間で概ね変化しない場合であっても、光源ＬＳから伝搬する光や戻り光が一次ストークス光に遷移する場合に、当該一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができる。
　なお、本実施形態では、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とがデリバリファイバ５２に設けられ、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を二次ストークス光が往復する場合について説明したが、第２ＦＢＧ６２は必須の構成ではない。この場合においても、第１ＦＢＧ６１と出射部材６５との間で二次ストークス光が生じて、光源ＬＳに向けて伝搬する場合に、二次ストークス光は第１ＦＢＧ６１で反射して出射端に向かって伝搬する。このように二次ストークス光が伝搬することにより、上記のように二次ストークス光が第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復せずとも、一次ストークス光が二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、第２ＦＢＧ６２が設けられない場合であっても、一次ストークス光のパワーを抑制することができる。このように第２ＦＢＧ６２が設けられない場合、二次ストークス光の伝搬距離を長くする観点から、第１ＦＢＧ６１は、デリバリファイバ５２の中点よりも光源ＬＳ側に位置することが好ましい。ただし、第２ＦＢＧ６２が設けられる方が、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を二次ストークス光を往復させることができ、二次ストークス光のパワーを高くすることができ、その結果一次ストークス光のパワーをより抑えることができるため好ましい。
　以上説明したように、本実施形態のレーザ装置１は、光源ＬＳと、光源ＬＳから出射する光が伝搬するデリバリファイバ５２と、を備える。そして、デリバリファイバ５２には光源ＬＳから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１が設けられている。
　このようなレーザ装置１によれば、デリバリファイバ５２の出射端から第１ＦＢＧ６１が設けられている間において、二次ストークス光が発生して光源ＬＳ側に伝搬する場合であっても、第１ＦＢＧ６１で二次ストークス光を反射することができる。しかも、二次ストークス光が存在する環境下では一次ストークス光のエネルギーが二次ストークス光に遷移し易いため、一次ストークス光が二次ストークス光に遷移することで、図２に示す例と比べて、一次ストークス光のパワーを抑えることができる。さらに、このように一次ストークス光のパワーが抑えられることで、光源ＬＳから出射して順方向に伝搬する光や逆方向に伝搬する戻り光が、一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。こうして、本実施形態のレーザ装置１によれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても、一次ストークス光のパワーが大きくなりすぎることを抑制し、信頼性を確保し得る。
　また、本実施形態のレーザ装置１では、第１ＦＢＧ６１は光源ＬＳから出射する光、及び当該光の一次ストークス光を透過する。従って、光源ＬＳと第１ＦＢＧ６１との間で発生して第１ＦＢＧ６１に向かって伝搬する一次ストークス光が光源ＬＳに向かって反射されることを抑制することができる。従って、信頼性をより高くすることができる。
　また、本実施形態のレーザ装置１では、デリバリファイバ５２における第１ＦＢＧ６１よりも出射端側に二次ストークス光を反射し一次ストークス光を透過する第２ＦＢＧ６２が設けられている。従って、上記のように、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間で二次ストークス光を往復させることができる。このように往復する二次ストークス光は、第２ＦＢＧ６２が無く二次ストークス光が往復しない場合よりもデリバリファイバ５２を長時間伝搬することができる。従って、より多くの一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができ、一次ストークス光のパワーをより抑えることができる。
　さらに、本実施形態のレーザ装置１では、第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率は第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率よりも低くされている。従って、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する二次ストークス光は、光源ＬＳと反対側の第２ＦＢＧ６２側から主に出射する。このため、光源ＬＳに二次ストークス光が入射することを抑制でき、より適切に光源ＬＳを保護することができる。また、この場合、上記のように、一次ストークス光が第１ＦＢＧ６１を透過して光源に向かって伝搬する場合であっても、第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率と第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率とが同じ場合と比べて、第１ＦＢＧ６１を透過する一次ストークス光パワーが大きくなることを抑制することができる。
（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、特に説明する場合を除き、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、レーザシステムにかかる実施形態である。
　図４は、本発明にかかるレーザシステムを示す図である。図４に示すように本実施形態のレーザシステム２は、複数の光源ＬＳと、それぞれの光源ＬＳから出射する光を伝搬する第１光ファイバ５１と、第１光ファイバ５１からの光が入射する第２光ファイバとしてのデリバリファイバ５２と、コンバイナ５５と、第１ＦＢＧ６１、第２ＦＢＧ６２とを主な構成として備える。本実施形態では、第１光ファイバ５１とコンバイナ５５とデリバリファイバ５２とにより、光ファイバ部材５０が構成されている。
　それぞれの光源ＬＳは第１実施形態の光源ＬＳと同様の構成とされる。ただし、本実施形態のレーザシステム２では、それぞれの光源ＬＳは互いに僅かに異なる波長帯の光を光ファイバ１４から出射する。例えば、それぞれの光源ＬＳは、例えば２ｎｍずつピーク波長が異なっている。また、それぞれの第１光ファイバ５１は、それぞれの光源ＬＳの光ファイバ１４と接続されている。これら第１光ファイバ５１は光ファイバ１４と同様の構成とされる。このため、光ファイバ１４が延長されて、光ファイバ１４の一部が第１光ファイバ５１とされても良い。
　それぞれの第１光ファイバ５１のコアはデリバリファイバ５２のコアとコンバイナ５５により光学的に結合されている。コンバイナ５５は、例えば、テーパ状に加工されたブリッジファイバとされる。この場合、それぞれの第１光ファイバ５１のコアは、コンバイナ５５であるブリッジファイバの大口径側の端面に接続され、デリバリファイバ５２のコアは、コンバイナ５５であるブリッジファイバの小口径側の端面に接続される。こうして、コンバイナ５５を介して、それぞれの第１光ファイバ５１のコアとデリバリファイバ５２のコアとが光学的に結合される。なお、コンバイナ５５は、それぞれの第１光ファイバ５１のコアとデリバリファイバ５２のコアとを光学的に結合させるものであれば、上記のブリッジファイバに限らない。
　デリバリファイバ５２には、第１実施形態のデリバリファイバと同様に第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが設けられており、デリバリファイバ５２の出射端は第１実施形態と同様に出射部材６５に接続されている。本実施形態の第１ＦＢＧ６１、第２ＦＢＧ６２は、それぞれの光源ＬＳから出射する光およびこれら光の一次ストークス光を透過し、それぞれの光源ＬＳから出射する光の二次ストークス光を反射する。本実施形態においても第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率は、第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率よりも低くされる。なお、本実施形態においても第１実施形態と同様に、デリバリファイバ５２を三等分する場合において、第１ＦＢＧ６１が最も光源ＬＳ側の区間に設けられ、第２ＦＢＧ６２が最も出射端側の区間に設けられることが好ましい。このように第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが設けられることで、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが互いに近づいて形成されることを抑制することができる。
　次に、レーザシステム２の動作について説明する。
　それぞれの光源ＬＳから第１実施形態の光源ＬＳと同様に光が出射すると、光はそれぞれの第１光ファイバ５１を伝搬して、コンバイナ５５を介してデリバリファイバ５２のコアに入射して、当該コアを伝搬する。
　第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２はそれぞれの光源ＬＳからの光を透過させるため、デリバリファイバ５２に入射した光は、第１実施形態と同様にして出射部材６５に入射して、直径が広げられて、出射部材６５から出射する。そして、第１実施形態と同様に加工体等に照射される。
　このとき、第１実施形態と同様にして、加工体等に照射された光の一部が、反射して出射部材６５に入射し、その内の一部の光がデリバリファイバ５２のコアに入射する場合がある。この光は、戻り光としてデリバリファイバ５２を光源ＬＳに向かう方向すなわち逆方向に伝搬する。このデリバリファイバ５２には、それぞれの光源ＬＳから出射部材６５に向かう順方向の光が伝搬しているため、第１実施形態と同様にして、光源ＬＳから伝搬する光の一部や上記戻り光の一部が一次ストークス光に遷移する。この一次ストークス光はデリバリファイバ５２を伝搬しながら、パワーが指数関数的に増加する。そして、第１実施形態と同様にして、一次ストークス光の一部が二次ストークス光に遷移するが、デリバリファイバ５２には、それぞれの光源ＬＳから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２が設けられている。従って、二次ストークス光が第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間で生じる場合、二次ストークス光は、第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２で反射されて、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する。このため、第１実施形態と同様にして、光源ＬＳから伝搬する光や戻り光が一次ストークス光に遷移する場合であっても、当該一次ストークス光は二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、第１ＦＢＧ６１、第２ＦＢＧ６２が設けられない場合と比べて、一次ストークス光のパワーが大きくなることを抑制することができ、光源ＬＳから出射して順方向に伝搬する光や逆方向に伝搬する戻り光が、一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。
　なお、本実施形態においても、第２ＦＢＧ６２は必須の構成ではない。この場合においても、第１ＦＢＧ６１と出射部材６５との間で二次ストークス光が生じて、光源ＬＳに向けて伝搬する場合に、この二次ストークス光の存在により一次ストークス光が二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、レーザシステム２においてデリバリファイバ５２に第２ＦＢＧ６２が設けられず、上記のように二次ストークス光が第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復せずとも、一次ストークス光のパワーを抑制することができる。このように第２ＦＢＧ６２が設けられない場合、第１実施形態と同様に、二次ストークス光の伝搬距離を長くする観点から、第１ＦＢＧ６１は、デリバリファイバ５２の中点よりも光源ＬＳ側に位置することが好ましい。ただし、第２ＦＢＧ６２が設けられる方が、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を二次ストークス光を往復させることができ、二次ストークス光のパワーを高くすることができ、その結果一次ストークス光のパワーをより抑えることができるため好ましい。
　以上説明したように本実施形態のレーザシステム２は、複数の光源ＬＳと、それぞれの光源ＬＳから出射する光を個別に伝搬する複数の第１光ファイバ５１と、それぞれの第１光ファイバ５１を伝搬する光が入射し当該光を伝搬するデリバリファイバ５２とを有する光ファイバ部材５０と、を備える。そして、デリバリファイバ５２にはそれぞれの光源ＬＳから出射する光を透過すると共にこの光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１が設けられている。
　このように本実施形態のレーザシステム２は、複数の光源ＬＳを備えるため、第１実施形態のレーザ装置１よりもパワーの大きな光を出射することができる。また、このレーザシステム２は、レーザ装置１における説明と同様にして、一次ストークス光が二次ストークス光に遷移することで、第１ＦＢＧ６１、第２ＦＢＧ６２が設けられない場合と比べて、一次ストークス光のパワーを抑えることができる。従って、それぞれの光源ＬＳから出射する光が一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。こうして、本実施形態のレーザシステム２によれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても、一次ストークス光のパワーが大きくなりすぎることを抑制し、信頼性を確保し得る。
　なお、本実施形態では、それぞれの光源ＬＳは互いに僅かに異なる波長帯の光を出射するとされた。しかし、それぞれの光源ＬＳは互いに同じ波長帯の光を出射しても良い。また、複数の光源ＬＳのうち一部の光源ＬＳが、他の光源ＬＳと異なる波長帯の光を出射してもよい。例えば、複数の光源ＬＳのうち１つの光源ＬＳが可視光を出射し、他の光源ＬＳが赤外光を出射してもよい。この場合、第１ＦＢＧ６１は、一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射せず、他の一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射しても良い。この場合であっても、第１ＦＢＧ６１が反射する二次ストークス光の基となる一次ストークス光のパワーを抑制することができる。つまり、デリバリファイバ５２には、それぞれの光源ＬＳから出射する光を透過すると共に複数の光源ＬＳの少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１が設けられれば良いことになる。ただし、複数の光源ＬＳのうち一部の光源ＬＳが、他の光源ＬＳと異なる波長帯の光を出射する場合であっても、それぞれの光源ＬＳから出射する光が加工等に寄与することもあり、第１ＦＢＧ６１は、上記実施形態のようにそれぞれの光源ＬＳから出射する光の二次ストークス光を反射することが好ましい。
　また、本実施形態のレーザシステム２では、第１ＦＢＧ６１はデリバリファイバ５２に設けられている。このため、第１ＦＢＧ６１がそれぞれの第１光ファイバ５１に設けられる場合よりも、第１ＦＢＧ６１の数を減らすことができ、簡易な構成をすることができる。また、第１ＦＢＧ６１を第１光ファイバ５１に設ける場合には、デリバリファイバ５２を伝搬する二次ストークス光は第１光ファイバ５１とデリバリファイバ５２との接続部であるコンバイナ５５を伝搬することとなる。この場合、二次ストークス光がコンバイナ５５を伝搬しない場合と比べて、コンバイナ５５で発熱し易くなる。従って、第１ＦＢＧ６１がデリバリファイバ５２に設けられることで、コンバイナ５５での発熱を抑制することができる。
　また、本実施形態のレーザシステム２においても、第１実施形態のレーザ装置１と同様に、第１ＦＢＧ６１はそれぞれの光源ＬＳから出射する光の一次ストークス光を透過する。このため、それぞれの光源ＬＳと第１ＦＢＧ６１との間で発生して第１ＦＢＧ６１に向かって伝搬する一次ストークス光が光源ＬＳに向かって反射されることを抑制することができる。
　また、本実施形態のレーザシステム２では、それぞれの光源ＬＳから出射する二次ストークス光を反射し光源ＬＳから出射する光の一次ストークス光を透過する第２ＦＢＧ６２が設けられている。従って、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間で二次ストークス光を往復させることができ、発生した二次ストークス光は、第２ＦＢＧ６２が無い場合よりも長時間光ファイバ部材５０の一部であるデリバリファイバ５２を伝搬することができる。従って、より多くの一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができ、一次ストークス光のパワーをより抑制させることができる。なお、上記のように、第１ＦＢＧ６１は、一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射せず、他の一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射する構成とされても良い。この場合、第２ＦＢＧ６２は第１ＦＢＧ６１が反射しない二次ストークス光を反射しなくても良い。従って、第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１が反射する二次ストークス光を反射すれば良い。
　さらに、第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率が第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率よりも低いことで、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する二次ストークス光は光源ＬＳと反対側の第２ＦＢＧ６２側から主に出射する。従って、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する二次ストークス光のパワーは、第１ＦＢＧ６１側よりも第２ＦＢＧ６２側の方が低く、第２ＦＢＧ６２側から第１ＦＢＧ６１側に向かうにつれて高くなる。第１実施形態でも述べたように、二次ストークス光のパワーが大きいほど一次ストークス光は二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、本実施形態のレーザシステム２によれば、光源ＬＳ側である第１ＦＢＧ６１側ほど一次ストークス光のパワーを抑えることができる。従って、一次ストークス光が第１ＦＢＧ６１を透過して光源に向かって伝搬する場合でも、そのパワーを抑制することができ、より適切に光源ＬＳを保護することができる。
（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実施形態及び第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、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、レーザシステムにかかる実施形態である。
　図５は、本発明にかかるレーザシステムを示す図である。図５に示すように本実施形態のレーザシステム３は、第１ＦＢＧ６１がデリバリファイバ５２に設けられず、それぞれの第１光ファイバ５１に設けられる点において、第２実施形態のレーザシステム２と異なる。
　それぞれの光源ＬＳは第１実施形態の光源ＬＳと同様の構成とされ、第２実施形態と同様に、それぞれの光源ＬＳは互いに僅かに異なる波長帯の光を光ファイバ１４から出射する。それぞれの第１光ファイバ５１に設けられる各第１ＦＢＧ６１は、自身が設けれる第１光ファイバを伝搬する光源ＬＳからの光を透過し、さらにこの光の一次ストークス光も透過する。また、それぞれの第１ＦＢＧ６１は、それぞれの光源ＬＳが出射する光の二次ストークス光を反射する。
　また、デリバリファイバ５２に設けられる第２ＦＢＧ６２は、それぞれの光源ＬＳが出射する光及びこの光の一次ストークス光を透過し、それぞれの第１ＦＢＧ６１が反射する二次ストークス光を反射する。本実施形態においても、第２ＦＢＧ６２の反射率はそれぞれの第１ＦＢＧ６１の反射率よりも低くされる。なお、本実施形態では、デリバリファイバ５２の出射端と第１光ファイバ５１の光源ＬＳへの接続点との間を三等分する場合において、第１ＦＢＧ６１が最も光源ＬＳ側の区間に設けられ、第２ＦＢＧ６２が最も出射端側の区間に設けられることが好ましい。このように第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが設けられることで、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２とが互いに近づいて形成されることを抑制することができる。
　このようなレーザシステム３では、それぞれの光源ＬＳから出射する光は第１光ファイバ５１を伝搬して、当該第１光ファイバに設けられる第１ＦＢＧ６１と透過し、コンバイナ５５からデリバリファイバ５２に入射する。デリバリファイバ５２に入射した光はデリバリファイバ５２を伝搬して、第２ＦＢＧ６２を透過して、出射部材６５から加工体等に照射される。そして、第２実施形態における説明と同様にして、加工体等に照射された光の一部がデリバリファイバ５２のコアに入射し、戻り光としてデリバリファイバ５２を光源ＬＳに向かう方向すなわち逆方向に伝搬する。そして、第２実施形態と同様にして、光源ＬＳから伝搬する光の一部や上記戻り光の一部が一次ストークス光に遷移する。この一次ストークス光はデリバリファイバ５２を伝搬しながらパワーが増加し、一次ストークス光の一部が二次ストークス光に遷移する。第１光ファイバ５１にはそれぞれの光源ＬＳから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１が設けられ、デリバリファイバ５２には当該二次ストークス光を反射する第２ＦＢＧ６２が設けられている。従って、二次ストークス光が第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間で生じる場合、二次ストークス光は、第１ＦＢＧ６１及び第２ＦＢＧ６２で反射されて、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する。このため、第２実施形態と同様にして、光源ＬＳから伝搬する光や戻り光が一次ストークス光に遷移する場合であっても、当該一次ストークス光は二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、一次ストークス光のパワーが大きくなることを抑制することができ、一次ストークス光のパワーが抑制されることで、光源ＬＳから出射して順方向に伝搬する光や逆方向に伝搬する戻り光が、一次ストークス光に遷移することを抑制することができる。
　以上説明したように、本実施形態のレーザシステム３によれば、第１ミラーである第１ＦＢＧ６１が第１光ファイバ５１に設けられ、第２ミラーである第２ＦＢＧ６２が第２光ファイバであるデリバリファイバ５２に設けられているため、二次ストークス光が伝搬する距離を定める第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との距離を大きくすることができる。このため、より多くの二次ストークス光を光ファイバに伝搬させることでき、より多くの一次ストークス光を二次ストークス光に遷移させることができる。従って、一次ストークス光のパワーをより抑制させることができる。
　なお、本実施形態においても、第２ＦＢＧ６２は必須の構成ではない。この場合においても、第１ＦＢＧ６１と出射部材６５との間で二次ストークス光が生じて、光源ＬＳに向けて伝搬する場合に、この二次ストークス光の存在により一次ストークス光が二次ストークス光に遷移し易くなる。従って、レーザシステム３においてデリバリファイバ５２に第２ＦＢＧ６２が設けられない場合であっても、一次ストークス光のパワーを抑制することができる。このように第２ＦＢＧ６２が設けられない場合、二次ストークス光の伝搬距離を長くする観点から、第１ＦＢＧ６１は、デリバリファイバ５２の出射端と第１光ファイバ５１の光源ＬＳへの接続点との中点よりも光源ＬＳ側に位置することが好ましい。ただし、第２実施形態で説明したように、第２ＦＢＧ６２が設けられる方が一次ストークス光のパワーをより抑えることができるため好ましい。
　また、本実施形態では、第２ＦＢＧ６２がデリバリファイバ５２に設けられたが、第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１よりも出射端側、すなわち第１ＦＢＧ６１よりも光源ＬＳと反対側に設けられるのであれば、それぞれの第１光ファイバ５１に設けられても良い。
　また、本実施形態では、全ての第１光ファイバ５１に第１ＦＢＧ６１が設けられたが、一部の第１光ファイバ５１に第１ＦＢＧ６１が設けられ、他の一部の第１光ファイバ５１に第１ＦＢＧ６１が設けられなくても良い。この場合であっても、第１ＦＢＧ６１が設けられる第１光ファイバ５１に伝搬する二次ストークス光を第１ＦＢＧ６１で反射することができるため、全ての第１光ファイバ５１に第１ＦＢＧ６１が設けられない場合と比べて、一次ストークス光のパワーを抑制することができる。ただし、全ての第１光ファイバ５１に第１ＦＢＧ６１が設けられることが、二次ストークス光をより反射できる観点から好ましい。
　また、本実施形態では、第２実施形態と同様にそれぞれの光源ＬＳは互いに僅かに異なる波長帯の光を出射するとされた。しかし、それぞれの光源ＬＳは互いに同じ波長帯の光を出射しても良い。また、複数の光源ＬＳのうち一部の光源ＬＳが、他の光源ＬＳと異なる波長帯の光を出射してもよい。この場合、第１ＦＢＧ６１は、一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射せず、他の一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射しても良い。この場合であっても、第１ＦＢＧ６１が反射する二次ストークス光の基となる一次ストークス光のパワーと抑制することができる。ただし、複数の光源ＬＳのうち一部の光源ＬＳが、他の光源ＬＳと異なる波長帯の光を出射する場合であっても、第１ＦＢＧ６１は、上記実施形態のようにそれぞれの光源ＬＳから出射する光の二次ストークス光を反射することが好ましい。
　このように、本実施形態では、複数の第１光ファイバ５１の一部に第１ＦＢＧ６１が設けられても良く、第１ＦＢＧ６１は、一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射せず、他の一部の光源ＬＳから出射する光に基づく二次ストークス光を反射しても良い。従って、本実施形態のレーザシステム３では、第１光ファイバ５１の少なくとも一つには、当該第１光ファイバ５１を伝搬する光源ＬＳから出射する光を透過すると共に複数の光源ＬＳの少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ＦＢＧ６１が設けられることになる。
　また、本実施形態では、第２ＦＢＧ６２がデリバリファイバ５２に設けられた。しかし、第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１が設けられる第１光ファイバ５１における第１ＦＢＧ６１よりもデリバリファイバ５２側に設けられても良い。この場合、第２ＦＢＧ６２が反射する二次ストークス光は、その第２ＦＢＧ６２が設けられている第１光ファイバ５１に設けられている第１ＦＢＧ６１が反射する二次ストークス光である。また、この場合、第２ＦＢＧ６２は、その第２ＦＢＧ６２が設けられている第１光ファイバ５１を伝搬する光源ＬＳからの光及びその光源ＬＳからの光の一次ストークス光を透過する。この場合において、第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１が設けられる第１光ファイバ５１のうち、一部の第１光ファイバ５１に設けられ、他の一部の第１光ファイバ５１に設けられなくても良い。ただし、第２ＦＢＧ６２は、第１ＦＢＧ６１が設けられるそれぞれの第１光ファイバ５１に設けられることが好ましい。この場合においても、第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率は、その第２ＦＢＧ６２が設けられる第１光ファイバ５１に設けられる第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率よりも低いことが好ましい。
　以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
　例えば、それぞれの実施形態において、第１ミラーである第１ＦＢＧ６１は光源ＬＳから出射する光の一次ストークス光の透過を抑制するよう構成されても良い。ただし、上記のように光源ＬＳと第１ＦＢＧ６１との間で発生して第１ＦＢＧ６１ミラーに向かって伝搬する一次ストークス光が光源ＬＳに向かって反射されることを抑制することができる観点から、第１ＦＢＧ６１は上記一次ストークス光を透過することが好ましい。
　また、それぞれの実施形態において、第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率は第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率よりも低くされた。しかし、第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率は第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率と同じでも良い。ただし、第１ＦＢＧ６１と第２ＦＢＧ６２との間を往復する二次ストークス光を光源ＬＳと反対側の第２ＦＢＧ６２側から出射させる観点から、第２ＦＢＧ６２の二次ストークス光の反射率が第１ＦＢＧ６１の二次ストークス光の反射率よりも低くされることが好ましい。
　また、上記実施形態において、光源ＬＳは増幅用光ファイバ１３を有するファイバレーザ装置とされたが、光源ＬＳはファイバレーザ装置に限定されず、固体レーザ装置等の他のレーザ装置であっても良い。
　また、上記実施形態において、第１ミラー、第２ミラーとして、第１ＦＢＧ６１、第２ＦＢＧ６２を例に説明したが、第１ミラー、第２ミラーは他の構成であっても良い。
　本発明によれば、大きなパワーの光を出射する場合であっても優れた信頼性を確保し得るレーザ装置、レーザシステムが提供され、レーザ加工分野、医療分野等の様々な産業において利用可能である。
１・・・レーザ装置
２，３・・・レーザシステム
１３・・・増幅用光ファイバ
２０・・・励起光源
５０・・・光ファイバ部材
５１・・・第１光ファイバ
５２・・・デリバリファイバ（第２光ファイバ）
６１・・・第１ＦＢＧ（第１ミラー）
６２・・・第２ＦＢＧ（第２ミラー）
６５・・・出射部材

Claims (15)

  1. 　光源と、
    　前記光源から出射する光を伝搬する光ファイバと、
    を備え、
    　前記光ファイバには、前記光源から出射する光を透過すると共に当該光の二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられる
    ことを特徴とするレーザ装置。
  2. 　前記第１ミラーは前記光源から出射する光の一次ストークス光を透過する
    ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
  3. 　前記光ファイバにおける前記第１ミラーよりも出射端側には、前記光源から出射する光及び当該光の一次ストークス光を透過すると共に前記二次ストークス光を反射する第２ミラーが設けられる
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
  4. 　前記第２ミラーの前記二次ストークス光の反射率は前記第１ミラーの前記二次ストークス光の反射率よりも低い
    ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
  5. 　複数の光源と、
    　それぞれの前記光源から出射する光を個別に伝搬する複数の第１光ファイバと、それぞれの第１光ファイバを伝搬する光が入射し当該光を伝搬する第２光ファイバとを有する光ファイバ部材と、
    を備え、
    　前記第２光ファイバには、それぞれの前記光源から出射する光を透過すると共に前記複数の光源の少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられる
    ことを特徴とするレーザシステム。
  6. 　前記第１ミラーは、それぞれの前記光源から出射する光の二次ストークス光を反射する
    ことを特徴とする請求項５に記載のレーザシステム。
  7. 　前記第１ミラーは、それぞれの前記光源から出射する光の一次ストークス光を透過する
    ことを特徴とする請求項５または６に記載のレーザシステム。
  8. 　前記第２光ファイバにおける前記第１ミラーよりも出射端側には、それぞれの前記光源から出射する光及び当該光の一次ストークス光を透過すると共に前記第１ミラーが反射する前記二次ストークス光を反射する第２ミラーが設けられる
    ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のレーザシステム。
  9. 　前記第２ミラーの前記二次ストークス光の反射率は、前記第１ミラーの前記二次ストークス光の反射率よりも低い
    ことを特徴とする請求項８に記載のレーザシステム。
  10. 　複数の光源と、
    　それぞれの前記光源から出射する光を個別に伝搬する複数の第１光ファイバと、それぞれの第１光ファイバを伝搬する光が入射し当該光を伝搬する第２光ファイバとを有する光ファイバ部材と、
    を備え、
    　前記第１光ファイバの少なくとも一つには、当該第１光ファイバを伝搬する前記光源から出射する光を透過すると共に前記複数の光源の少なくとも一つから出射する光の二次ストークス光を反射する第１ミラーが設けられる
    ことを特徴とするレーザシステム。
  11. 　前記第１ミラーは、それぞれの前記光源から出射する光の二次ストークス光を反射する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のレーザシステム。
  12. 　それぞれの前記第１光ファイバに前記第１ミラーが設けられる
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載のレーザシステム。
  13. 　前記第１ミラーは、当該第１ミラーが設けられる前記第１光ファイバを伝搬する前記光源から出射する光の一次ストークス光を透過する
    ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のレーザシステム。
  14. 　前記第２光ファイバには、それぞれの前記光源から出射する光及び当該光の一次ストークス光を透過すると共にそれぞれの前記第１ミラーが反射する前記二次ストークス光を反射する第２ミラーが設けられる
    ことを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載のレーザシステム。
  15. 　前記第２ミラーの前記二次ストークス光の反射率はそれぞれの前記第１ミラーの前記二次ストークス光の反射率よりも低い
    ことを特徴とする請求項１４に記載のレーザシステム。
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