特許 6010565 余剰光除去構造及びファイバレーザ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010565

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】余剰光除去構造及びファイバレーザ

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20161006BHJP

   H01S 3/067 20060101ALI20161006BHJP

   G02B 6/036 20060101ALI20161006BHJP

   G02B 6/44 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/02 411

   H01S3/067

   G02B6/036

   G02B6/44 316

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-18601(P2014-18601)

(22)【出願日】2014年2月3日

(65)【公開番号】特開2015-145959(P2015-145959A)

(43)【公開日】2015年8月13日

【審査請求日】2014年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(72)【発明者】

【氏名】田中 弘範

【審査官】 里村 利光

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０４１８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８１５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８６３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２３３１５９２（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／０２

Ｇ０２Ｂ ６／２５５

Ｇ０２Ｂ ６／４４

Ｈ０１Ｓ ３／０６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアと、前記コアを被覆し前記コアよりも屈折率の低いクラッドと、前記クラッドを被覆し前記クラッドよりも屈折率の低い被覆材とを有するダブルクラッドファイバの前記クラッド内を伝搬する余剰光を除去するための余剰光除去構造であって、
前記ダブルクラッドファイバの一部を収容するファイバ収容部と、
前記ファイバ収容部内で、前記ダブルクラッドファイバの長手方向に沿って前記クラッドの全周のうち一部を前記被覆材から露出させたクラッド露出部と、
前記ファイバ収容部内に充填され少なくとも前記クラッド露出部を被覆する第１の樹脂であって、前記クラッドの屈折率以上の屈折率を有する第１の樹脂と、
を備え、
前記クラッド露出部は、前記クラッドの全周が前記被覆材で被覆されている部分に対して光の伝搬方向の下流側に位置する
ことを特徴とする余剰光除去構造。

【請求項2】

前記クラッド露出部は、前記ダブルクラッドファイバの軸に垂直な断面において該軸を中心として１８０°未満の角度で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の余剰光除去構造。

【請求項3】

前記ファイバ収容部は、前記クラッド露出部に対向するように配置された、熱放射のよい放熱板を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の余剰光除去構造。

【請求項4】

前記ファイバ収容部内の前記クラッド露出部の上流端に充填される第２の樹脂であって、前記被覆材の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の樹脂をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の余剰光除去構造。

【請求項5】

信号光を発生させる信号光発生器と、
励起光を発生させる励起レーザダイオードと、
前記信号光が伝搬するコアと、前記コアを被覆し前記励起光が伝搬するクラッドと、前記クラッドを被覆し前記クラッドよりも屈折率の低い被覆材とを有するクラッドポンプファイバと、
前記クラッドポンプファイバにおける余剰光を除去するように構成された請求項１から４のいずれか一項に記載された余剰光除去構造と、
を備えたことを特徴とするファイバレーザ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、余剰光除去構造に係り、特にファイバレーザの光ファイバを伝搬する光のうち余剰な光を除去する余剰光除去構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ダブルクラッドファイバを用いたクラッド励起型のファイバレーザにおいて、コアに吸収されなかった励起光（余剰励起光）は、共振器の出射部においてもクラッド内を伝搬する。特に高出力のファイバレーザでは、ある程度のパワーの励起光が供給されるため、共振器の出射部において余剰励起光が生じやすい。このような余剰励起光はマルチモードで伝搬しているためにビーム品質が良くない。したがって、このような余剰励起光が信号光とともにファイバレーザから出射されると、ファイバレーザの出力ビームの品質が悪化してしまい、出力ビームを用いた微細な加工ができなくなってしまう。

【0003】

また、アイソレータやコリメータなどの出射光学系は、品質の制御性やコストの面から信号光の伝搬のみを目的として設計されている。したがって、これらの出射光学系に余剰励起光が入射すると意図せぬ光吸収を引き起こし、発熱や発火などの重大な事故が生じるおそれがある。

【0004】

したがって、余剰励起光はレーザ出射端に至る前に光ファイバの外部に放射させる必要がある。このような余剰励起光を光ファイバの外部に放射させる構造として、ダブルクラッドファイバの被覆材を全周にわたって除去してクラッドを露出させ、露出させたクラッドを、被覆材よりも屈折率の高い２枚の光学基板で挟んだものが知られている（例えば特許文献１参照）。このようにクラッドを屈折率の高い光学基板で挟むことで、クラッドの露出部と光学基板との接触部において余剰励起光を光学基板に放射させることができる。

【0005】

しかしながら、この構造では、クラッドと光学基板との間の接触が線接触であるため、余剰励起光を十分に除去するためには、この接触長を非常に長くする必要があり効率的ではない。また、長い距離にわたって被覆材を除去する必要があるため、被覆材の除去過程でクラッドを傷つけ易く、信頼性を欠くことになる。

【0006】

このような観点から、図１に示すような構造も考えられている。図１に示される構造においては、補強部材５００で囲まれた空間内で２つのダブルクラッドファイバ５１０，６１０が融着されている。ダブルクラッドファイバ５１０の被覆材５２０の下流側端部が全周にわたって除去されており、これによりクラッド５３０が被覆材５２０から露出している。同様に、ダブルクラッドファイバ６１０の被覆材６２０の上流側端部が全周にわたって除去されており、これによりクラッド６３０が被覆材６２０から露出している。露出されたダブルクラッドファイバ５１０のクラッド５３０の端部とダブルクラッドファイバ６１０のクラッド６３０の端部とが融着点７００で融着されている。

【0007】

これらの露出したクラッド５３０，６３０の周囲（及び被覆材５２０，６３０の周囲）には、クラッド５３０，６３０の屈折率以上の屈折率を有する樹脂５４０が充填されている。この構造では、露出したクラッド５３０がその全周にわたって樹脂５４０に接触しており、クラッド５３０と樹脂５４０との間の接触面積が大きいために、余剰励起光がクラッド５３０から樹脂５４０に放射される効率が向上する。

【0008】

しかしながら、図１に示す構造では、被覆材５２０の一部が全周にわたって除去されているため、クラッド５３０及びコアを伝搬してきた余剰励起光は、被覆材５２０が除去された部分の最上流部５４２において局所的に樹脂５４０に入射することとなる。したがって、この最上流部５４２で余剰励起光が局所的に樹脂５４０に吸収され、発熱量が多くなってしまう。このような局所的な発熱は、ダブルクラッドファイバ５１０を局所的に高温にし、その信頼性を大きく損なうおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１０−１８１５７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、余剰光を効率的に除去するとともに、余剰光の放射による局所的な発熱を緩和して信頼性を向上させた余剰光除去構造を提供することを第１の目的とする。

【0011】

また、本発明は、高品質のレーザビームを出射することのできる信頼性の高いファイバレーザを提供することを第２の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様によれば、余剰光を効率的に除去するとともに、余剰光の放射による局所的な発熱を緩和して信頼性を向上させた余剰光除去構造が提供される。この余剰光除去構造は、コアと、上記コアを被覆し上記コアよりも屈折率の低いクラッド（内部クラッド）と、上記クラッドを被覆し上記クラッドよりも屈折率の低い被覆材（外部クラッド）とを有するダブルクラッドファイバの前記クラッド内を伝搬する余剰光を除去するために用いられる。上記余剰光除去構造は、上記ダブルクラッドファイバの一部を収容するファイバ収容部と、上記ファイバ収容部内で、上記ダブルクラッドファイバの長手方向に沿って上記クラッドの全周のうち一部を上記被覆材から露出させたクラッド露出部と、上記ファイバ収容部内に充填され少なくとも上記クラッド露出部を被覆する第１の樹脂とを備えている。この第１の樹脂は、上記クラッドの屈折率以上の屈折率を有している。上記クラッド露出部は、上記クラッドの全周が上記被覆材で被覆されている部分に対して光の伝搬方向の下流側に位置している。

【0013】

このような構成により、ダブルクラッドファイバ内のクラッドを伝搬してきた余剰光がクラッド露出部と第１の樹脂との界面に至ると、第１の樹脂の屈折率がクラッドの屈折率以上であるため、余剰光が第１の樹脂に入射し放射される。これにより、余剰光が信号光とともに出射されることによるレーザビームの品質悪化を防止するとともに、余剰光除去構造の後流側で余剰励起光が原因で生じる発熱や発火を防止して出射光学系の信頼性を向上することができる。

【0014】

このとき、クラッド露出部においては、上記クラッドの全周のうち一部のみが露出しているため、クラッド露出部の最上流部で第１の樹脂に放射される余剰光の量が、全周にわたってクラッドが露出している従来構造に比べて低減される。したがって、余剰光が第１の樹脂で吸収されることによる局所的な発熱を緩和することができ、余剰光除去構造の信頼性を向上させることができる。

【0015】

本発明の第２の態様によれば、高品質のレーザビームを出射することのできる信頼性の高いファイバレーザが提供される。このファイバレーザは、信号光を発生させる信号光発生器と、励起光を発生させる励起レーザダイオードと、クラッドポンプファイバとを備えている。上記クラッドポンプファイバは、上記信号光が伝搬するコアと、上記コアを被覆し上記励起光が伝搬するクラッドと、上記クラッドを被覆し上記クラッドよりも屈折率の低い被覆材とを有している。上記ファイバレーザは、上記クラッドポンプファイバにおける余剰光を除去するように構成された上記余剰光除去構造を備えている。

【0016】

ここで、上記ダブルクラッドファイバの軸に垂直な断面において該軸を中心として１８０°未満の角度で上記クラッド露出部を形成することが好ましい。このように全周のうち軸を中心として１８０°未満の角度の範囲でのみクラッドを露出させることにより、被覆材に力がかかった場合に、この力を分解して得られる半径方向の力が、被覆材のいずれかの点で被覆材をクラッドに押しつける方向に働くこととなる。したがって、被覆材が剥がれにくくなる。

【0017】

上記ファイバ収容部は、上記クラッド露出部に対向するように配置された、熱放射のよい放熱板を含んでいることが好ましい。また、上記被覆材の屈折率より低い屈折率を有する第２の樹脂を、上記ファイバ収容部内の上記クラッド露出部の上流端に充填してもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る余剰光除去構造によれば、余剰光を効率的に除去するとともに、余剰光の放射による局所的な発熱を緩和して信頼性を向上させることができる。また、本発明に係るファイバレーザによれば、高品質のレーザビームを出射することのできる信頼性の高いファイバレーザを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】従来のダブルクラッドファイバにおける余剰光除去構造を模式的に示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態におけるファイバレーザを示す模式図である。

【図3】図２のファイバレーザにおけるクラッドポンプファイバの構造を模式的に示す断面図である。

【図4】図２のファイバレーザにおける余剰光除去構造を模式的に示す図である。

【図5】図４のV-V線断面図である。

【図6】クラッド露出部が１８０°以上の角度で露出している場合に被覆に加わる力を模式的に示す図である。

【図7】クラッド露出部が１８０°未満の角度で露出している場合に被覆に加わる力を模式的に示す図である。

【図8】図４のクラッドポンプファイバのクラッド露出部を形成するための装置を示す模式図である。

【図9】本発明の第２の実施形態における余剰光除去構造を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る余剰光除去構造の実施形態について図２から図９を参照して詳細に説明する。なお、図２から図９において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0021】

図２は、本発明の第１の実施形態におけるファイバレーザ１を示す模式図である。このファイバレーザ１は、信号光を発生させる信号光発生器１０と、励起光を発生させる複数の励起レーザダイオード（ＬＤ）２０と、信号光発生器１０からの信号光と励起ＬＤ２０からの励起光とを結合して出力する光カプラ３０と、光カプラ３０の出力端３２に端部が接続されたクラッドポンプファイバ４０と、クラッドポンプファイバ４０の出力端４２に接続された出力側光ファイバ５０と、出力側光ファイバ５０に設けられたアイソレータ５２とを備えている。

【0022】

図３は、クラッドポンプファイバ４０を模式的に示す断面図である。図３に示すように、クラッドポンプファイバ４０は、信号光発生器１０により生成された信号光を伝搬するコア６０と、コア６０を被覆するクラッド（内部クラッド）６２と、クラッド６２を被覆する被覆材（外部クラッド）６４とを備えている。コア６０は、例えばＹｂなどの希土類元素が添加されたＳｉＯ₂からなり、信号光を伝搬する信号光導波路となっている。クラッド６２は、コア６０の屈折率よりも低い屈折率の材料（例えばＳｉＯ₂）からなる。被覆材６４は、クラッド６２の屈折率よりも低い屈折率の樹脂（例えば低屈折率ポリマー）からなる。これにより、クラッド６２は励起光を伝搬する励起光導波路となる。

【0023】

このような構成のクラッドポンプファイバ４０において、信号光発生器１０からの信号光はコア６０の内部を伝搬し、励起ＬＤ２０からの励起光はクラッド６２及びコア６０の内部を伝搬する。励起光がコア６０を伝搬する際に、コア６０に添加された希土類元素イオンが励起光を吸収して励起され、誘導放出によってコア６０中を伝搬する信号光が増幅される。

【0024】

このように、励起光はクラッドポンプファイバ４０中を伝搬するにつれてコア６０により吸収されるため減衰するが、上述したように、コアに吸収されなかった励起光（余剰励起光）がクラッドポンプファイバ４０の出射側に生じることとなる。本実施形態では、このような余剰励起光が出力ビームの品質を悪化させたり、アイソレータ５２などの出射光学系の発熱や発火を引き起こしたりすることを防止するために、図４に示すような余剰光除去構造７０をクラッドポンプファイバ４０の出射端近傍に設けている。

【0025】

図４は、本発明の第１の実施形態における余剰光除去構造７０を模式的に示す図であり、図５は図４のV-V線断面図である。図４及び図５に示すように、余剰光除去構造７０は、クラッドポンプファイバ４０の一部を収容する略直方体状のファイバ収容部７２を備えている。ファイバ収容部７２の内部では、クラッドポンプファイバ４０の全周のうち一部、例えばクラッドポンプファイバ４０の軸に垂直な断面（図５）においてこの軸を中心として１８０°未満の角度（例えば６０°）で被覆材６４が除去されている。したがって、この範囲でクラッド６２が被覆材６４から露出しており、クラッド露出部７４が形成されている。図４に示すように、このクラッド露出部７４は、クラッドポンプファイバ４０の長手方向に沿って所定の長さだけ延びている。

【0026】

また、ファイバ収容部７２の内部には、クラッド６２の屈折率以上の屈折率を有する樹脂（例えば熱硬化性樹脂）７６が充填されており、この樹脂７６により上記クラッド露出部７４が覆われている。なお、図４に示す符号７７は硬質の樹脂材であり、ファイバ収容部７２の内部を封止している。

【0027】

このような構成により、クラッド６２を伝搬してきた余剰励起光がクラッド露出部７４と樹脂７６との界面に至ると、樹脂７６の屈折率がクラッド６２の屈折率以上であるため、余剰励起光は樹脂７６に入射することとなる。このように、余剰励起光はクラッドポンプファイバ４０の外部（樹脂７６）に放射される。これにより、余剰励起光が信号光とともに出射されることによるレーザビームの品質悪化を防止するとともに、余剰光除去構造７０の後流側で余剰励起光が原因で生じる発熱や発火を防止して出射光学系の信頼性を向上することができる。

【0028】

ここで、本実施形態のクラッド露出部７４においては、クラッド６２の全周のうち一部のみが露出しているため、クラッド露出部７４の最上流部で樹脂７６に放射される余剰励起光の量が、全周にわたってクラッドが露出している図１に示す従来構造に比べて低減される。したがって、余剰励起光が樹脂７６で吸収されることによる局所的な発熱を緩和することができ、余剰光除去構造７０の信頼性を向上させることができる。

【0029】

このとき、クラッド露出部７４は、クラッド６２の全周のうち一部を露出するものであればよいが、本実施形態のようにクラッドポンプファイバ４０の軸に垂直な断面（図５）においてこの軸を中心として１８０°未満の角度でクラッド露出部７４を形成することが好ましい。図６に示すように、クラッド露出部７４がクラッドポンプファイバ４０の軸を中心として１８０°以上の角度で形成されている場合には、例えば、被覆材６４の点Ｐに力Ｆが加わったとすると、この力Ｆは半径方向の力ｆ₁と接線方向の力ｆ₂に分解することができるが、このとき、図６からわかるように、半径方向の力ｆ₁はクラッド６２から被覆材６４を剥がす方向に働いている。これは点Ｐに限られるものではなく、被覆材６４のいずれの点においても力Ｆを分解して得られる半径方向の力はクラッド６２から被覆材６４を剥がす方向に働く。一方、図７に示すように、クラッド露出部７４がクラッドポンプファイバ４０の軸を中心として１８０°未満の角度で形成されている場合には、例えば、被覆材６４の点Ｑに力Ｆが加わったとすると、この力Ｆは半径方向の力ｆ₃と接線方向の力ｆ₄に分解できるが、この半径方向の力ｆ₃は、被覆材６４をクラッド６２に押しつける方向に働く。すなわち、クラッド露出部７４がクラッドポンプファイバ４０の軸を中心として１８０°未満の角度で形成されている場合には、被覆材６４の少なくとも一部において被覆材６４をクラッド６２に押しつける方向に力が働くこととなる。したがって、クラッド露出部７４がクラッドポンプファイバ４０の軸を中心として１８０°未満の角度で形成されている場合には、１８０°以上の角度で形成されている場合に比べて被覆材６４が剥がれにくいという利点がある。

【0030】

図５に示すように、ファイバ収容部７２の一部は熱放射の良い放熱板７８で構成されている。この放熱板７８は、クラッド露出部７４に対向するように配置されている。このように熱放射のよい放熱板７８をクラッド露出部７４に対向するように配置することで、余剰励起光が樹脂７６に入射することにより生じた樹脂７６の熱を放熱板７８を介して効果的に放熱することができる。このような放熱板７８としては、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金による陽極酸化処理を表面に施した金属板が挙げられる。

【0031】

上述したクラッド露出部７４は、例えば図８に示されるような装置８０を用いて形成することができる。この装置８０は、クラッドポンプファイバ４０の両端部を保持する保持部８２と、クラッドポンプファイバ４０の表面を削り取るカンナ状の刃８４とを備えている。

【0032】

この装置８０を用いてクラッド露出部７４を形成する際には、まず、保持部８２によりクラッドポンプファイバ４０を保持した状態で、刃８４をクラッドポンプファイバ４０の表面に接触させ、クラッドポンプファイバ４０の長手方向に所定の距離だけ移動させる。これにより、クラッドポンプファイバ４０の表面にある被覆材６４が上記所定の距離だけ剥離され、クラッド６２が被覆材６４から露出する。

【0033】

その後、保持部８２で保持したクラッドポンプファイバ４０を軸周りに例えば２０°回転させるとともに、刃８４を最初の位置に戻す。そして、刃８４を再度クラッドポンプファイバ４０の表面に接触させ、クラッドポンプファイバ４０の長手方向に先ほどと同じ距離だけ移動させる。これにより、同じように被覆材６４が上記所定の距離だけ剥離され、クラッド６２が被覆材６４から露出する。例えば、上記動作をもう１回繰り返してクラッドポンプファイバ４０の軸に垂直な断面（図５）において軸を中心として６０°の範囲でクラッド６２を被覆材６４から露出させて上述したクラッド露出部７４を形成する。このように、クラッド露出部７４の大きさは、刃８４による切削の回数とクラッドポンプファイバ４０の回転角度によって制御することができる。

【0034】

図９は、本発明の第２の実施形態における余剰光除去構造１７０を示す模式図である。図９に示すように、本実施形態では、ファイバ収容部７２内でクラッドポンプファイバ４０をその下流側に位置する出力側光ファイバ１４０に融着させている。すなわち、クラッドポンプファイバ４０の下流端部の被覆材６４が全周にわたって除去されており、出力側光ファイバ１４０の上流端部の被覆材１６４も全周にわたって除去されている。露出されたクラッドポンプファイバ４０のクラッド６２の端部と出力側光ファイバ１４０のクラッド１６２の端部とが融着点１８０で融着されている。なお、出力側光ファイバ１４０としては、例えばコアに希土類が添加されていないダブルクラッドファイバを用いることができる。

【0035】

ここで、ファイバ収容部７２の内部における融着点１８０の下流側では、第１の実施形態におけるクラッドポンプファイバ４０と同様に、出力側光ファイバ１４０の全周のうち一部、例えば出力側光ファイバ１４０の軸に垂直な断面においてこの軸を中心として１８０°未満の角度（例えば６０°）で被覆材１６４が除去されている。したがって、この範囲でクラッド１６２が被覆材１６４から露出しており、クラッド露出部１７４が形成されている。図９に示すように、このクラッド露出部１７４は、出力側光ファイバ１４０の長手方向に沿って所定の長さだけ延びている。

【0036】

ここで、このクラッド露出部１７４の上流端には、被覆材１６４の屈折率より低い屈折率を有する樹脂（例えばＵＶ硬化性樹脂）１７５が形成されている。この樹脂１７５とファイバ収容部７２とで封止された空間内には、クラッド１６２の屈折率以上の屈折率を有する樹脂（例えば熱硬化性樹脂）１７６が充填されており、この樹脂１７６によって上記クラッド露出部１７４が覆われている。

【0037】

このような構成において、クラッドポンプファイバ４０のクラッド６２を伝搬してきた余剰励起光は、ファイバ収容部７２内に形成されるエアクラッド１８２によってクラッドポンプファイバ４０のクラッド６２及び出力側光ファイバ１４０のクラッド１６２を伝播する。そして、その余剰励起光が、出力側光ファイバ１４０のクラッド露出部１７４と樹脂１７６との界面に至ると、樹脂１７６の屈折率がクラッド１６２の屈折率以上であるため、余剰励起光は樹脂１７６に入射することとなり、余剰励起光が出力側光ファイバ１４０の外部（樹脂１７６）に放射される。したがって、余剰光除去構造１７０の後流側、例えば図２のアイソレータ５２などにおいて余剰励起光が原因で生じる発熱や発火を防止して出射光学系の信頼性を向上することができる。

【0038】

ここで、本実施形態のクラッド露出部１７４においては、全周のうち軸を中心として１８０°未満の角度の範囲でのみクラッド１６２が露出しているため、クラッド露出部１７４の最上流部で樹脂１７６に放射される余剰励起光の量が、全周にわたってクラッドが露出している図１に示す従来構造に比べて低減される。したがって、余剰励起光が樹脂１７６で吸収されることによる局所的な発熱を緩和することができ、余剰光除去構造１７０の信頼性を向上させることができる。

【0039】

また、本実施形態では、エアクラッド１８２と樹脂１７６との間に、被覆材１６４の屈折率以下の屈折率を有する樹脂１７５を配置しているので、クラッド１６２から樹脂１７６に放射された余剰励起光や樹脂１７６がエアクラッド１８２側に漏れ出すことが防止される。なお、本実施形態では、ファイバ収容部７２内にエアクラッド１８２が形成されている例を説明したが、エアクラッド１８２の代わりにクラッド６２，１６２よりも屈折率の低い材料を用いることもできる。

【0040】

なお、上述したクラッド露出部１７４は、第１の実施形態のクラッド露出部７４と同様に図８に示されるような装置８０を用いて形成することができる。

【実施例1】

【0041】

まず、比較例として図１に示す従来の余剰光除去構造を作製した。ダブルクラッドファイバ５１０，６１０としてコアの径が１０μｍ、クラッド５３０，６３０の径が４００μｍのものを用いた。ダブルクラッドファイバ５１０，６１０のそれぞれの被覆材５２０，６２０の端部を軸方向に沿って２０ｍｍずつ除去し、クラッド５３０，６３０を露出させた。エタノールを用いた超音波洗浄を行なって露出したクラッド５３０，６３０の表面を清浄した。

【0042】

石英ガラスと線膨張係数を合わせたセラミック部材からなる補強部材５００内に、これらのダブルクラッドファイバ５１０，６１０のクラッド５３０，６３０を突き合わせ融着した。クラッド５３０，６３０内を伝搬する余剰励起光はダブルクラッドファイバ（クラッドポンプファイバ）５１０の長さと励起光のクラッド吸収量から計算すると、約６Ｗであった。

【0043】

補強部材５００の両端とダブルクラッドファイバ５１０，６１０との間は硬質のＵＶ硬化性樹脂で固定した。また、露出したクラッド５３０，６３０の周囲に充填される樹脂５４０としては、屈折率１．５４の熱硬化性樹脂を用いた。

【0044】

この状態でファイバレーザを駆動させたところ、想定通りクラッド５３０の露出部の最上流部５４２が局所的に発熱し、約８５℃まで温度が上昇した。樹脂５４０の耐熱性にもよるが、製造時の樹脂５４０の温度が上がると樹脂５４０が熱劣化し、光の吸収量が増え、さらに樹脂５４０の温度が上昇してしまうというネガティブフィードバックが発生してしまう。実験からの計算によると、このとき用いた樹脂５４０の寿命は約３万時間であり、非常に短い寿命であることがわかった。

【0045】

同様の方法で、図９に示す第２の実施形態に係る余剰光除去構造１７０を作製した。樹脂１７６としては屈折率１．５４の熱硬化性樹脂を用い、樹脂１７５としては屈折率が１．３７のＵＶ硬化性樹脂を用いた。他の部材は上記従来の余剰光除去構造で使用した部材と同様のものを使用した。

【0046】

クラッド露出部１７４は、図８に示す装置８０を用いて作製した。すなわち、保持部８２により保持された出力側光ファイバ１４０の表面に刃８４を接触させ、出力側光ファイバ１４０の長手方向に３０ｍｍだけ移動させてクラッド１６２を被覆材１６４から露出させた。そして、出力側光ファイバ１４０の角度を軸周りに２０°ずつ回転させて合計３回の切削を行って合計６０°の角度でクラッド１６２を露出させるようにした。

【0047】

そして、従来の余剰光除去構造に対する試験と同等の条件でファイバレーザを運転したところ、樹脂１７６の温度上昇は最も高い箇所でも４５℃となり、局所的な温度上昇が低減されることがわかった。この温度上昇結果に基づいて樹脂１７６の寿命を計算すると１０万時間以上となり、従来の余剰光除去構造と比べると寿命を圧倒的に長くすることができることがわかった。

【実施例2】

【0048】

実施例２として、図４に示す余剰光除去構造７０を作製した。クラッドポンプファイバ４０としては、コア６０の径が１０μｍ、クラッド６２の径が４００μｍのものを用いた。このクラッドポンプファイバ４０の出射端近傍の被覆材６４を図８に示す装置８０を用いて切削した。すなわち、クラッドポンプファイバ４０の表面に刃８４を接触させ、クラッドポンプファイバ４０の長手方向に３０ｍｍだけ移動させてクラッド６２を被覆材６４から露出させた。そして、クラッドポンプファイバ４０の角度を軸周りに２０°ずつ回転させて合計３回の切削を行って合計６０°の角度で露出するようにした。

【0049】

ファイバ収容部７２としては、石英ガラスと線膨張係数を合わせたセラミック部材を用い、ファイバ収容部７２の両端に配置される樹脂７７としては、硬質のＵＶ硬化性樹脂を用いた。また、露出したクラッド６２の周囲に充填される樹脂７６としては、屈折率１．５４の熱硬化性樹脂を用いた。

【0050】

この状態で実施例１の試験と同等の条件でファイバレーザを運転したところ、温度上昇は最も高い箇所でも４２℃となった。この結果を基に樹脂７６の寿命を計算すると、樹脂７６の寿命は１０万時間以上となり、従来の余剰光除去構造と比べると寿命を圧倒的に長くすることができることがわかった。

【0051】

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0052】

１ ファイバレーザ
１０ 信号光発生器
２０ 励起ＬＤ
３０ 光カプラ
３２ 出力端
４０ クラッドポンプファイバ
４２ 出力端
５０ 出力側光ファイバ
５２ アイソレータ
６０ コア
６２ クラッド
６４ 被覆材
７０ 余剰光除去構造
７２ ファイバ収容部
７４ クラッド露出部
７８ 放熱板
１４０ 出力側光ファイバ
１６２ クラッド
１６４ 被覆材
１７０ 余剰光除去構造
１７４ クラッド露出部
１８０ 融着点
１８２ エアクラッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】