特開 2022-114272 光デバイス及びレーザ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022114272

(43)【公開日】2022-08-05

(54)【発明の名称】光デバイス及びレーザ装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20220729BHJP

   H01S 3/10 20060101ALN20220729BHJP

【ＦＩ】

G02B6/02 416

H01S3/10 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021010504

(22)【出願日】2021-01-26

(71)【出願人】

【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】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100126882

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 光永

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】大嶋 研資

【テーマコード（参考）】

2H250

5F172

【Ｆターム（参考）】

2H250AG07

2H250AG28

2H250AG31

2H250AG54

5F172AE12

5F172AF02

5F172AF03

5F172AF06

5F172AM04

5F172AM08

5F172EE13

5F172EE15

5F172EE16

5F172NQ34

5F172ZZ01

(57)【要約】

【課題】クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができる光デバイス及びレーザ装置を提供する。
【解決手段】光デバイス１は、コア１０ａと、コア１０ａを覆い、コア１０ａよりも低い屈折率を有するクラッド１０ｂと、クラッド１０ｂを覆う保護被覆１０ｃと、保護被覆１０ｃが除去された除去部分ＲＰにおけるコア１０ａに形成され、コア１０ａを伝搬するＳＲＳ光をクラッド１０ｂに結合させるスラント型ＦＢＧ１１と、を備え、除去部分ＲＰにおけるクラッド１０ｂの外周面の少なくとも一部は、粗面化された粗面化部１２とされている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアと、
前記コアを覆い、前記コアよりも低い屈折率を有するクラッドと、
前記クラッドを覆う保護被覆と、
前記保護被覆が除去された除去部分における前記コアに形成され、前記コアを伝搬するＳＲＳ光を前記クラッドに結合させるスラント型ＦＢＧと、
を備え、
前記除去部分における前記クラッドの外周面の少なくとも一部は、粗面化された粗面化部とされている、
光デバイス。

【請求項2】

前記粗面化部は、前記保護被覆に接していない、請求項１記載の光デバイス。

【請求項3】

前記スラント型ＦＢＧは、光の反射位置が前記光の波長に応じて異なるようにグレーティングの周期が変化しているチャープＦＢＧである、請求項１又は請求項２記載の光デバイス。

【請求項4】

少なくとも前記除去部分を収容する収容部を備えた筐体と、
前記収容部に収容された前記除去部分の両側における前記保護被覆を有する部分を前記筐体に固定する樹脂と、
を更に備え、
前記筐体の前記除去部分に対向する面は、少なくとも前記ＳＲＳ光を吸収する光吸収部とされている、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光デバイス。

【請求項5】

励起光を射出する励起光源と、
前記励起光源から射出された励起光によってレーザ光である信号光を生成する共振器と、
前記共振器と前記信号光の出力端との間に配置される請求項１から請求項４の何れか一項に記載の光デバイスと、
を備えるレーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光デバイス及びレーザ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、レーザ装置は、加工分野、自動車分野、医療分野等の様々な分野で用いられている。近年、例えば、加工分野においては、従来のレーザ装置（例えば、炭酸ガスレーザ装置）に比べて、ビーム品質及び集光性が優れているファイバレーザ装置が注目されている。このようなファイバレーザ装置の最高出力は、レーザ出力に対して非線形に発生する誘導ラマン散乱（ＳＲＳ：Stimulated Raman Scattering）による制限を受ける。

【0003】

以下の特許文献１には、ファイバレーザ装置等で発生するＳＲＳ光を除去する光デバイスが開示されている。この光デバイスは、光ファイバのコアにスラント型ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）が形成されており、クラッドの外周面が高屈折率樹脂で覆われたものである。この光デバイスによれば、コア内を伝搬する光からＳＲＳ光が選択的に除去され、除去されたＳＲＳ光を含むクラッドモード光が高屈折率樹脂を介して外部に放出される。これにより、コア内を伝搬する信号光を安定させたり、励起光源の損傷を防いだりすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１７１１５２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述した特許文献１に開示された光デバイスは、クラッドの外周面が高屈折率樹脂で覆われているため、スラント型ＦＢＧによってコアからクラッドに結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を効率的に外部に放出することができる。しかしながら、クラッドモード光のパワーやＮＡ（Numerical Aperture：開口数）によっては、クラッドの外周面を覆っている高屈折率樹脂や保護被覆（光ファイバの保護被覆）が発熱してしまい、信頼性が低下する可能性が考えられる。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができる光デバイス及びレーザ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様による光デバイス（１）は、コア（１０ａ）と、前記コアを覆い、前記コアよりも低い屈折率を有するクラッド（１０ｂ）と、前記クラッドを覆う保護被覆（１０ｃ）と、前記保護被覆が除去された除去部分（ＲＰ）における前記コアに形成され、前記コアを伝搬するＳＲＳ光を前記クラッドに結合させるスラント型ＦＢＧ（１１）と、を備え、前記除去部分における前記クラッドの外周面の少なくとも一部は、粗面化された粗面化部（１２）とされている。

【0008】

本発明の一態様による光デバイスでは、保護被覆が除去された除去部分におけるコアにスラント型ＦＢＧが形成されており、除去部分におけるクラッドの外周面の少なくとも一部に粗面化部が形成されている。そして、コアを伝搬するＳＲＳ光をスラント型ＦＢＧで反射してクラッドに結合させ、クラッドに結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を、クラッドの外周面に形成された粗面化部で散乱させることによって除去している。このように、コアからクラッドに結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を、樹脂を用いること無く、クラッドに形成された粗面化部で散乱させて除去しているため、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができるという効果がある。

【0009】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記粗面化部が、前記保護被覆に接していない。

【0010】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記スラント型ＦＢＧが、光の反射位置が前記光の波長に応じて異なるようにグレーティングの周期が変化しているチャープＦＢＧである。

【0011】

また、本発明の一態様による光デバイスは、少なくとも前記除去部分を収容する収容部（２１）を備えた筐体（２０）と、前記収容部に収容された前記除去部分の両側における前記保護被覆を有する部分を前記筐体に固定する樹脂（３０）と、を更に備え、前記筐体の前記除去部分に対向する面が、少なくとも前記ＳＲＳ光を吸収する光吸収部（２２）とされている。

【0012】

本発明の一態様によるレーザ装置（４０）は、励起光を射出する励起光源（４１ａ、４１ｂ）と、前記励起光源から射出された励起光によってレーザ光である信号光を生成する共振器（４３）と、前記共振器と前記信号光の出力端との間に配置される上記の何れかに記載の光デバイスと（１）、を備える。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１実施形態による光デバイスの要部構成を示す断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態による光デバイスが備える光ファイバの断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態による光デバイス及びレーザ装置について詳細に説明する。尚、以下の説明で用いる図面は、特徴を分かりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。

【0016】

〔第１実施形態〕
〈光デバイス〉
図１は、本発明の第１実施形態による光デバイスの要部構成を示す断面図である。図１に示す通り、本実施形態の光デバイス１は、光ファイバ１０、筐体２０、及びファイバ固定樹脂３０（樹脂）を備えており、光ファイバ１０内を伝搬するクラッドモード光（ＳＲＳ光を含む）を除去するものである。このような光デバイス１は、所謂クラッドモードストリッパとも呼ばれる。尚、以下では、光ファイバ１０の長手方向（紙面左右方向）を「Ｘ方向」とし、紙面右側を「＋Ｘ側」といい、紙面左側を「－Ｘ側」という。

【0017】

図２は、本発明の第１実施形態による光デバイスが備える光ファイバの断面図である。図２に示す通り、光ファイバ１０は、スラント型ＦＢＧ１１が形成されたコア１０ａと、クラッド１０ｂと、保護被覆１０ｃとを備える。つまり、光ファイバ１０は、スラント型ＦＢＧ１１が形成されたコア１０ａを有するシングルクラッドファイバである。尚、光ファイバ１０は、クラッド１０ｂが２つのクラッド、又は３つのクラッドから形成されていても良い。つまり、光ファイバ１０は、スラント型ＦＢＧ１１が形成されたコア１０ａを有するダブルクラッドファイバ又はトリプルクラッドファイバであっても良い。

【0018】

光ファイバ１０のコア１０ａは、円筒形状に形成された長尺部材であり、所定波長の光（以下、信号光という）を光ファイバ１０の長手方向に沿って伝搬させる。このコア１０ａとしては、例えば、シリカガラス等を用いることができる。クラッド１０ｂは、コア１０ａを覆い、コア１０ａよりも低い屈折率を有する。このクラッド１０ｂとしては、コア１０ａと同様に、例えば、シリカガラス等を用いることができる。保護被覆１０ｃは、クラッド１０ｂを覆い、光ファイバ１０を側圧等の外力から保護する。保護被覆１０ｃとしては、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。保護被覆１０ｃとして用いられるこれらの樹脂材料は、一般的に、光を吸収して発熱する。

【0019】

スラント型ＦＢＧ１１は、光ファイバ１０のコア１０ａに形成され、コア１０ａを伝搬するＳＲＳ光をクラッド１０ｂに結合（モード結合）させるためのものである。スラント型ＦＢＧ１１は、光ファイバ１０のコア１０ａに、部分的に加工用光線（紫外線レーザ光等）を照射し、長手方向におけるコア１０ａの屈折率を変調することで形成される。本実施形態では、スラント型ＦＢＧ１１を形成するために、保護被覆１０ｃを部分的に除去し、保護被覆１０ｃが除去された部分（除去部分ＲＰ）を通じて加工用光線をコア１０ａに照射している。このため、スラント型ＦＢＧ１１は、保護被覆１０ｃが除去された除去部分ＲＰにおけるコア１０ａに形成されている。

【0020】

スラント型ＦＢＧ１１は、信号光の波長帯（例えば、１０７０ｎｍ）の光を透過し、且つ、ＳＲＳ光の波長帯（例えば、１１２５ｎｍ）の光をコア１０ａからクラッド１０ｂに向けて逃がすように構成されている。ここで、スラント型ＦＢＧ１１は、コア１０ａを伝搬する信号光の殆どを透過させるが、信号光の一部を反射する。スラント型ＦＢＧ１１で反射された信号光は、クラッド１０ｂに結合する。

【0021】

スラント型ＦＢＧ１１は、長手方向における屈折率変調部同士の間隔が不均一になっていることが望ましい。例えば、スラント型ＦＢＧ１１は、コア１０ａを伝搬する光の反射位置が、その光の波長に応じて異なるようにグレーティングの周期が変化しているチャープＦＢＧであることが望ましい。これにより、スラント型ＦＢＧ１１でコア１０ａから取り除かれる光の波長帯が大きくなる。このようにすることで、ＳＲＳ光をクラッド１０ｂに向けてより確実に逃がすことができる。このように、ＳＲＳ光をコア１０ａから選択的に除去してクラッド１０ｂに結合させることで、信号光の品質を安定させたり、ＳＲＳ光がコア１０ａを伝搬することによって生ずる不具合を防止したりすることができる。

【0022】

上記の保護被覆１０ｃが除去された除去部分ＲＰにおけるクラッド１０ｂの外周面の少なくとも一部には、クラッド１０ｂの外周面を粗面化した粗面化部１２が形成されている。この粗面化部１２は、光ファイバ１０のコア１０ａからクラッド１０ｂに結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を散乱させてクラッド１０ｂから除去するためのものである。つまり、粗面化部１２は、所謂クラッドモードストリッパとして機能する部位である。クラッドモード光が粗面化部１２で散乱されることにより、クラッドモード光のエネルギー密度が低下するため、クラッドモード光に起因する発熱（例えば、クラッドモード光が保護被覆１０ｃに照射されることによる発熱）を抑制することができる。

【0023】

粗面化部１２は、例えば、図２に示す通り、保護被覆１０ｃの近傍領域Ｒ１を除いて、除去部分ＲＰにおけるクラッド１０ｂの外周面の全面に亘って形成されている。ここで、保護被覆１０ｃの近傍領域Ｒ１は、例えば、保護被覆１０ｃの端部Ｅ１から＋Ｘ側に５［ｍｍ］程度以上離れた位置までの領域、及び保護被覆１０ｃの端部Ｅ２から－Ｘ側に５［ｍｍ］程度以上離れた位置までの領域である。つまり、粗面化部１２は、保護被覆１０ｃに接しないようにされている。これは、粗面化部１２を保護被覆１０ｃから遠ざけることで、粗面化部１２で散乱されたクラッドモード光が保護被覆１０ｃに入射して保護被覆１０ｃが発熱するのを抑制するためである。

【0024】

粗面化部１２は、除去部分ＲＰにおけるスラント型ＦＢＧ１１の中心位置Ｐ０から－Ｘ側の領域であって、保護被覆１０ｃの近傍領域Ｒ１を除いた領域Ｒ２１の全体又は一部に形成されていても良い。また、粗面化部１２は、除去部分ＲＰにおけるスラント型ＦＢＧ１１の中心位置Ｐ０から＋Ｘ側の領域であって、保護被覆１０ｃの近傍領域Ｒ１を除いた領域Ｒ２２の全体又は一部に形成されていても良い。或いは、粗面化部１２は、光ファイバ１０の長手方向にスラント型ＦＢＧ１１を挟むように、上記の領域Ｒ２１と領域Ｒ２２とに形成されていても良い。

【0025】

粗面化部１２が領域Ｒ２１に形成されている場合には、光ファイバ１０のコア１０ａを－Ｘ側から＋Ｘ側に伝搬して、スラント型ＦＢＧ１１によって反射されたＳＲＳ光を含むクラッドモード光を除去することができる。粗面化部１２が領域Ｒ２２に形成されている場合には、光ファイバ１０のコア１０ａを＋Ｘ側から－Ｘ側に伝搬して、スラント型ＦＢＧ１１によって反射されたＳＲＳ光を含むクラッドモード光を除去することができる。

【0026】

粗面化部１２の表面粗さ（クラッド１０ｂの外周面の表面粗さ）は、例えば、スラント型ＦＢＧ１１の反射角度、クラッドモード光のエネルギー密度等を考慮して設定される。粗面化部１２の表面粗さは、均一であっても、場所によって異なっていても良い。例えば、スラント型ＦＢＧ１１の中心位置Ｐ０から離れるにつれて粗面化部１２の表面粗さが大きくなる構成であっても良い。かかる構成の場合において、粗面化部１２の表面粗さは、段階的に大きくなっても良く、徐々に大きくなっても良い。このような構成にすることで、光ファイバ１０の長手方向における発熱を均一に近づけることができる。

【0027】

また、粗面化部１２の表面粗さは、例えば、発熱しやすい部分であるか否かに応じて異なるようにしても良い。例えば、スラント型ＦＢＧ１１がチャープＦＢＧである場合には、光ファイバ１０の長手方向におけるスラント型ＦＢＧ１１の位置に応じて反射される波長が異なる。このため、例えば、ＳＲＳ光の中心波長が反射される部分は発熱しやすく、ＳＲＳ光の中心波長からずれた波長が反射される部分は発熱しにくい状況になる。このような状況では、例えば、発熱しやすい部分における粗面化部１２の表面粗さを小さくし、発熱しにくい部分における粗面化部１２の表面粗さを大きくしても良い。このようにすることで、光ファイバ１０の長手方向における発熱を均一に近づけることができる。

【0028】

粗面化部１２は、例えば、クラッド１０ｂの外周面をエッチングすることによって、或いはパルスレーザを用いたレーザ加工を行うことによって形成される。クラッド１０ｂの外周面をエッチングする方法は、エッチング液を用いた化学的エッチングであっても良く、サンドブラストによる物理的エッチングであっても良い。尚、光ファイバ１０がダブルクラッドファイバ又はトリプルクラッドファイバの場合には、最外層に位置するクラッドの外周面に粗面化部１２が形成される。

【0029】

尚、保護被覆１０ｃが除去された除去部分ＲＰは、樹脂によるリコート（再被覆）は行われない。このため、保護被覆１０ｃが除去された除去部分ＲＰにおいては、クラッド１０ｂの外周面（粗面化部１２が形成されている部分及び粗面化部１２が形成されていない部分を含む）が外部に露出した状態とされる。

【0030】

筐体２０は、少なくとも光ファイバ１０の保護被覆１０ｃが除去された部分（除去部分ＲＰ）を収容する収容部２１を備える。この筐体２０は、保護被覆１０ｃが除去された光ファイバ１０を補強し、クラッド１０ｂに対する異物（例えば、塵や埃等）の付着による発熱を防止し、光ファイバ１０から除去されたクラッドモード光を吸収するために設けられる。

【0031】

つまり、光ファイバ１０の除去部分ＲＰは、保護被覆１０ｃが除去されているため、強度が低下している。このような強度が低下している光ファイバ１０の除去部分ＲＰを筐体２０の収容部２１に収容することで、保護被覆１０ｃが除去された光ファイバ１０を補強している。

【0032】

また、クラッド１０ｂの外周面に形成された粗面化部１２に異物が付着すると、粗面化部１２で散乱されたクラッドモード光が異物に吸収されて発熱してしまう。光ファイバ１０の除去部分ＲＰを筐体２０の収容部２１に収容することで、クラッド１０ｂに対する異物の付着による発熱を防止している。

【0033】

また、光ファイバ１０から除去されたクラッドモード光が光デバイス１の外部に放出されると、光デバイス１以外の部材に光が入射し、意図しない発熱が生ずる可能性が考えられる。光ファイバ１０の除去部分ＲＰを筐体２０の収容部２１に収容し、粗面化部１２で散乱されたクラッドモード光を筐体２０で吸収することで、クラッドモード光が光デバイス１の外部に放出されないようにしている。

【0034】

筐体２０は、例えば、角筒形状又は円筒形状の部材であり、収容部２１に収容された光ファイバ１０の除去部分ＲＰの周囲を取り囲むように配置される。筐体２０の内表面（光ファイバ１０の除去部分ＲＰに対向する面）は、光吸収部２２とされている。具体的に、筐体２０は、内表面が黒アルマイト処理、レイデント処理（登録商標）、又は低温黒色メッキされたアルミニウム等の金属により形成されている。筐体２０の内表面が、黒アルマイト処理等されるのは、内表面に入射したＳＲＳ光を含むクラッドモード光の反射を防止しつつ吸収するためである。尚、筐体２０の材料としては、例えば、放射率（物体の放射の能率を表す尺度）が０．７以上の金属を用いることができる。

【0035】

尚、筐体２０は、光ファイバ１０の除去部分ＲＰを収容部２１に容易に収容できるように、複数（例えば、２つ）の部材から形成されていても良い。例えば、一側面が開口された角筒形状の第１筐体と、第１筐体の開口された一側面を覆う平板状の第２筐体とから形成されていても良い。尚、筐体２０が複数の部材からなる場合であっても、内部に収容される光ファイバ１０の除去部分ＲＰに対向する面（内表面）が、光吸収部２２とされている必要がある。

【0036】

ファイバ固定樹脂３０は、除去部分ＲＰが筐体２０の収容部２１に収容されている光ファイバ１０を筐体２０に固定するためのものである。ファイバ固定樹脂３０は、筐体２０の両端部（－Ｘ側の端部、＋Ｘ側の端部）に充填されており、筐体２０の収容部２１に収容された除去部分ＲＰの両側における保護被覆１０ｃを有する部分を筐体２０に固定する。ファイバ固定樹脂３０としては、例えば、シリコーン樹脂を用いることができる。ファイバ固定樹脂３０を構成するシリコーン樹脂は、光透過性を有していてもよいし、光透過性を有していなくてもよい。

【0037】

いま、ＳＲＳ光を含む信号光が、光ファイバ１０のコア１０ａを－Ｘ側から＋Ｘ側に伝搬する場合を考える。光ファイバ１０のコア１０ａを伝搬するＳＲＳ光を含む信号光がスラント型ＦＢＧ１１に入射すると、信号光の殆どはスラント型ＦＢＧ１１を透過する一方で、信号光の一部及びＳＲＳ光はスラント型ＦＢＧ１１によって反射されてクラッド１０ｂに結合されてクラッドモード光となる。

【0038】

このクラッドモード光は、クラッド１０ｂの外周面に粗面化部１２ｂが形成されていない場合には、クラッド１０ｂの外周面で反射されながらクラッド１０ｂ内を＋Ｘ側から－Ｘ側に進むことになる。しかしながら、本実施形態では、クラッド１０ｂの外周面に粗面化部１２ｂが形成されているため、クラッドモード光がクラッド１０ｂの外周面に入射すると、クラッド１０ｂの外周面に形成された粗面化部１２で散乱されて光ファイバ１０から除去される。

【0039】

光ファイバ１０から除去されたクラッドモード光の殆どは筐体２０で吸収される。これにより、クラッドモード光が光ファイバ１０の保護被覆１０ｃやファイバ固定樹脂３０に照射されることによる発熱を抑制することができる。このようにして、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができる。

【0040】

尚、ここでは、ＳＲＳ光を含む信号光が、光ファイバ１０のコア１０ａを－Ｘ側から＋Ｘ側に伝搬する場合について説明した。ＳＲＳ光を含む信号光が、光ファイバ１０のコア１０ａを＋Ｘ側から－Ｘ側に伝搬する場合についても同様に、光ファイバ１０の保護被覆１０ｃやファイバ固定樹脂３０の発熱を伴うことなくクラッドモード光を除去することができる。

【0041】

〈レーザ装置〉
図３は、本発明の第１実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。図３に示す通り、本実施形態のレーザ装置４０は、励起光源４１ａ、励起光源４１ｂ、第１コンバイナ４２ａ、第２コンバイナ４２ｂ、共振器４３、光デバイス１、及び出力端４４を備える。このようなレーザ装置４０は、励起光源４１ａ及び励起光源４１ｂを備える双方向励起型のファイバレーザ装置である。

【0042】

尚、以下では、共振器４３の増幅用ファイバ４３ａから見て、励起光源４１ａ側を「前方」といい、励起光源４１ｂ側を「後方」という場合がある。また、図３では、各種ファイバの融着接続部を×印で示している。この融着接続部は、実際には、補強部（図示省略）の内部に配置されて保護される。補強部は、例えば、光ファイバを収容可能な溝が形成されたファイバ収容体と、融着接続部がファイバ収容体の溝に収容された状態で各種ファイバをファイバ収容体に固定する樹脂とを備えるものである。

【0043】

図３に示す通り、励起光源４１ａ及び励起光源４１ｂは、共振器４３を挟んで、それぞれ複数配置されている。励起光源４１ａは励起光（前方励起光）を共振器４３に向けて射出し、励起光源４１ｂは励起光（後方励起光）を共振器４３に向けて射出する。これら励起光源４１ａ及び励起光源４１ｂとしては、例えばレーザダイオードを用いることができる。

【0044】

第１コンバイナ４２ａ及び第２コンバイナ４２ｂは、共振器４３を挟んだ両側に配置されている。第１コンバイナ４２ａは、励起光源４１ａの各々が射出した励起光を、１本の光ファイバに結合して共振器４３に向かわせる。第２コンバイナ４２ｂは、励起光源４１ｂの各々が射出した励起光を、１本の光ファイバに結合して共振器４３に向かわせる。

【0045】

共振器４３は、増幅用ファイバ４３ａと、ＨＲ－ＦＢＧ（High Reflectivity-Fiber Bragg Grating）４３ｂ及びＯＣ－ＦＢＧ（Output Coupler-Fiber Bragg Grating）４３ｃとから構成される。共振器４３は、励起光源４１ａ及び励起光源４１ｂから射出された励起光によってレーザ光である信号光を生成する。

【0046】

増幅用ファイバ４３ａは、１種類又は２種類以上の活性元素が添加されたコアと、コアを覆う第１クラッドと、第１クラッドを覆う第２クラッドと、第２クラッドを覆う保護被覆とを有する。つまり、増幅用ファイバ４３ａは、ダブルクラッドファイバである。コアに添加される活性元素としては、例えばエルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、或いはネオジム（Ｎｄ）等の希土類元素が使用される。これらの活性元素は、励起状態で光を放出する。コア及び第１クラッドとしてはシリカガラス等を用いることができる。第２クラッドとしては、ポリマー等の樹脂を用いることができる。保護被覆としては、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂材料を用いることができる。

【0047】

ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂは、増幅用ファイバ４３ａの前方の端部に融着接続された光ファイバのコア内に形成されている。ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂは、励起状態にされた増幅用ファイバ４３ａの活性元素が放出する光のうち、信号光の波長の光をほぼ１００％の反射率で反射するように調整されている。ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂは、その長手方向に沿って一定の周期で高屈折率の部分が繰り返される構造となっている。

【0048】

ＯＣ－ＦＢＧ４３ｃは、増幅用ファイバ４３ａの後方の端部に融着された光ファイバのコア内に形成されている。ＯＣ－ＦＢＧ４３ｃは、ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂとほぼ同様の構造を有しているが、ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂよりも低い反射率で、光を反射するように調整されている。例えば、ＯＣ－ＦＢＧ４３ｃは、信号光の波長の光に対する反射率が１０～２０％程度となるように調整されている。

【0049】

増幅用ファイバ４３ａ内では、ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂ及びＯＣ－ＦＢＧ４３ｃで反射した信号光が、増幅用ファイバ４３ａの長手方向で往復する。信号光は、この往復に伴って増幅されてレーザ光となる。このように、共振器４３内では、光が増幅されてレーザ光が生成される。レーザ光の一部は、ＯＣ－ＦＢＧ４３ｃを透過し、光デバイス１を介して出力端４４に到達して外部に出力される。

【0050】

ここで、増幅用ファイバ４３ａで生成されてＯＣ－ＦＢＧ４３ｃを透過したレーザ光（信号光）にＳＲＳ光が含まれていても、ＳＲＳ光が含まれる信号光が光デバイス１を通過する際に、光デバイス１によってＳＲＳ光が除去される。このため、レーザ装置４０の出力端４４からは、安定した品質の信号光が出力される。尚、レーザ装置４０から出力された信号光の戻り光（出力端４４から入力されて共振器４３に向かって進む光）に起因するＳＲＳ光も発生することがある。このようなＳＲＳ光も戻り光が光デバイス１を通過する際に、光デバイス１によって除去される。

【0051】

以上の通り、本実施形態では、保護被覆１０ｃが除去された除去部分ＲＰにおけるコア１０ａにスラント型ＦＢＧ１１が形成されており、除去部分ＲＰにおけるクラッド１０ｂの外周面の少なくとも一部に粗面化部１２が形成されている。そして、コア１０ａを伝搬するＳＲＳ光をスラント型ＦＢＧ１１で反射してクラッド１０ｂに結合させ、クラッド１０ｂに結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を、クラッド１０ｂの外周面に形成された粗面化部１２で散乱させることによって除去している。

【0052】

このように、本実施形態では、コアからクラッドに結合したＳＲＳ光を含むクラッドモード光を、樹脂を用いること無く、クラッド１０ｂに形成された粗面化部１２で散乱させて除去している。このため、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができる。また、本実施形態では、スラント型ＦＢＧ１１と、所謂クラッドモードストリッパとして機能する粗面化部１２とがデバイス１に形成されているため、これらが別々に設けられている構成と比較すると部品点数を減らすことができる。

【0053】

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態によるレーザ装置について説明する。本実施形態のレーザ装置は、増幅用ファイバ４３ａの励起方法が異なる。上述した第１実施形態によるレーザ装置４０は、励起光源４１ａ及び励起光源４１ｂを備えており、励起光源４１ａから出力される励起光と励起光源４１ｂから出力される励起光とを用いて励起を行う双方向励起型のレーザ装置であった。

【0054】

これに対し、本実施形態のレーザ装置は、励起光源４１ａ及び励起光源４１ｂの何れか一方を備えており、励起光源４１ａから出力される励起光と励起光源４１ｂから出力される励起光との何れか一方を用いて励起を行う片側励起型のレーザ装置である。具体的には、図３に示す励起光源４１ｂ及び第２コンバイナ４２ｂが省略され、励起光源４１ａから出力される励起光を用いて励起を行う前方励起型のレーザ装置である。或いは、図３に示す励起光源４１ａ及び第１コンバイナ４２ａが省略され、励起光源４１ｂから出力される励起光を用いて励起を行う後方励起型のレーザ装置である。

【0055】

本実施形態のレーザ装置は、第１実施形態のレーザ装置４０とは励起方法が異なるのみで、第１実施形態のレーザ装置４０と同様に、共振器４３と出力端４４との間に配置される光デバイス１を備える。このため、本実施形態のレーザ装置は、第１実施形態のレーザ装置４０と同様に、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができ、また、部品点数を減らすことができる。

【0056】

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態によるレーザ装置について説明する。本実施形態のレーザ装置は、増幅用ファイバ４３ａに対する励起光の供給方法が異なる。上述した第１実施形態によるレーザ装置４０は、励起光源４１ａから出力される励起光を第１コンバイナ４２ａによって供給し、励起光源４１ｂから出力される励起光を第２コンバイナ４２ｂによって供給していた。

【0057】

これに対し、本実施形態のレーザ装置は、サイドポンプにより励起光を供給する。ここで、サイドポンプとは、励起光が供給される供給用ファイバのクラッドと、励起光を供給すべき被供給用ファイバのクラッドとの側面を部分的に接触させ、或いは部分的に融着接続し、供給用ファイバに供給される励起光を、接触部を介して被供給用ファイバに供給する方式である。

【0058】

具体的に、本実施形態のレーザ装置は、図３に示す第１コンバイナ４２ａ及び第２コンバイナ４２ｂが省略されている。そして、励起光源４１ａから出力される励起光が、サイドポンプにより、例えば、ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂと、ＨＲ－ＦＢＧ４３ｂの後方に位置する融着接続部との間に供給される。励起光源４１ｂから出力される励起光が、サイドポンプにより、例えば、ＯＣ－ＦＢＧ４３ｃと、ＯＣ－ＦＢＧ４３ｃの前方に位置する融着接続部との間に供給される。

【0059】

本実施形態のレーザ装置は、第１実施形態のレーザ装置４０とは増幅用ファイバ４３ａに対する励起光の供給方法が異なるのみで、第１実施形態のレーザ装置４０と同様に、共振器４３と出力端４４との間に配置される光デバイス１を備える。このため、本実施形態のレーザ装置は、第１実施形態のレーザ装置４０と同様に、クラッドモード光に起因する発熱による信頼性の低下を防止することができ、また、部品点数を減らすことができる。

【0060】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態のレーザ装置は、１つの出力端４４を有するものであったが、出力端４４の先に更に光ファイバ等を接続してもよい。また、出力端４４の先にビームコンバイナを接続し、複数のレーザ装置からのレーザ光を束ねるように構成されていてもよい。

【0061】

また、上述した光デバイス１を、ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）方式のレーザ装置に採用してもよい。更に、光デバイス１は、半導体レーザ（ＤＤＬ：Direct Diode Laser）やディスクレーザのように、共振器が光ファイバ以外で構成され、共振器から射出されるレーザ光を光ファイバに集光するレーザ装置にも適用可能である。

【符号の説明】

【0062】

１…光デバイス、１０ａ…コア、１０ｂ…クラッド、１０ｃ…保護被覆、１１…スラント型ＦＢＧ、１２…粗面化部、２０…筐体、２１…収容部、２２…光吸収部、３０…ファイバ固定樹脂、４０…レーザ装置、４１ａ，４１ｂ…励起光源、４３…共振器、４４…出力端、ＲＰ…除去部分

【図1】

【図2】

【図3】