特許 7473365 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(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】

   H01S 3/067 20060101AFI20240416BHJP

   H01S 3/02 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

H01S3/067

H01S3/02

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020041508

(22)【出願日】2020-03-11

(65)【公開番号】P2021145006

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2022-12-26

(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】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】船津 友希

(72)【発明者】

【氏名】大森 賢一

【審査官】東松 修太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７４５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３８０２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ３／０６７

Ｈ０１Ｓ ３／０２

Ｇ０２Ｂ ６／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出力するレーザ装置に用いられる光デバイスであって、
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、
前記コアに形成された第１スラント型ＦＢＧ及び第２スラント型ＦＢＧと、
前記コアの長手方向における前記第１スラント型ＦＢＧ及び第２スラント型ＦＢＧの位置に対応する、前記クラッドの外周面の位置に設けられ、前記クラッドよりも高い屈折率を有する樹脂と、
を備え、
前記第１スラント型ＦＢＧ及び前記第２スラント型ＦＢＧは、ＳＲＳ光を遮光する波長帯域である遮光帯域が互いに異なる、光デバイス。

【請求項2】

前記コアに形成された第３スラント型ＦＢＧを更に備え、
前記第３スラント型ＦＢＧは、前記第１スラント型ＦＢＧ及び前記第２スラント型ＦＢＧとは前記遮光帯域が異なる、
請求項１記載の光デバイス。

【請求項3】

前記第１スラント型ＦＢＧは、前記ＳＲＳ光の全波長帯域のうち、前記ＳＲＳ光の中心波長成分を含む中央帯域を前記遮光帯域とし、
前記第２スラント型ＦＢＧは、前記中央帯域よりも短波長側の短波長側帯域を前記遮光帯域とし、
前記第３スラント型ＦＢＧは、前記中央帯域よりも長波長側の長波長側帯域を前記遮光帯域とする、
請求項２記載の光デバイス。

【請求項4】

前記第１スラント型ＦＢＧは、前記第２スラント型ＦＢＧ及び前記第３スラント型ＦＢＧよりも前記遮光帯域が狭く設定されている、請求項３記載の光デバイス。

【請求項5】

前記第１スラント型ＦＢＧ、前記第２スラント型ＦＢＧ、及び前記第３スラント型ＦＢＧは、除去できる前記ＳＲＳ光のエネルギー量が互いに等しくなるように、前記遮光帯域がそれぞれ設定されている、請求項２から請求項４の何れか一項に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記第１スラント型ＦＢＧ、前記第２スラント型ＦＢＧ、及び前記第３スラント型ＦＢＧは、前記遮光帯域の比率が１：４：４に設定されている、請求項５記載の光デバイス。

【請求項7】

レーザ光を生成するレーザ光源と、
前記レーザ光を出力する出力端と、
前記レーザ光源と前記出力端との間に配置される請求項１から請求項６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。

【請求項8】

励起光を出射する励起光源と、
前記励起光によってレーザ光を生成する共振器と、
前記レーザ光を出力する出力端と、
前記励起光源と前記共振器との間に配置される請求項１から請求項６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、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において、コアにスラント型ＦＢＧ（Fiber Bragg Grating）を形成することによって、ＳＲＳ光を低減する技術が開示されている。この技術によれば、コア内を伝搬する光からＳＲＳ光を選択的に除去することができる。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。コアにスラント型ＦＢＧを形成する場合、被覆部を部分的に除去して加工用の光をコアに照射した後、当該部分を再被覆部によって再度被覆する場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許第９６３４４６２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、高出力のレーザ装置において、スラント型ＦＢＧを用いてＳＲＳ光を除去する場合には、除去された高パワーのＳＲＳ光が、再被覆部や被覆部に放射される。このとき、ＳＲＳ光が一点に集中して放射されると、透過する際に吸収されるエネルギーによって局所的な発熱が生じ、再被覆部や被覆部に劣化が生じる可能性がある。

【0006】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＳＲＳ光による再被覆部や被覆部の局所的な発熱を抑制することが可能な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は、レーザ光を出力するレーザ装置（１Ａ、１Ｂ）に用いられる光デバイス（８Ａ、８Ｂ）であって、コア（１１）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（１２）と、前記コアに形成された第１スラント型ＦＢＧ（１１ｂ）及び第２スラント型ＦＢＧ（１１ａ）と、を備え、前記第１スラント型ＦＢＧ及び前記第２スラント型ＦＢＧが、ＳＲＳ光を遮光する波長帯域である遮光帯域が互いに異なる。

【0008】

本発明の一態様による光デバイスでは、レーザ光により生じるＳＲＳ光を遮光する波長帯域である遮光帯域が互いに異なる第１スラント型ＦＢＧ及び第２スラント型ＦＢＧが、コアに形成されている。これにより、第１スラント型ＦＢＧ及び第２スラント型ＦＢＧによってＳＲＳ光を分散して除去することができるため、ＳＲＳ光による再被覆部や被覆部の局所的な発熱を抑制することができる。

【0009】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記コアに形成された第３スラント型ＦＢＧ（１１ｃ）を更に備え、前記第３スラント型ＦＢＧが、前記第１スラント型ＦＢＧ及び前記第２スラント型ＦＢＧとは前記遮光帯域が異なる。

【0010】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記第１スラント型ＦＢＧが、前記ＳＲＳ光の全波長帯域のうち、前記ＳＲＳ光の中心波長成分を含む中央帯域（Ｂ）を前記遮光帯域とし、前記第２スラント型ＦＢＧが、前記中央帯域よりも短波長側の短波長側帯域（Ａ）を前記遮光帯域とし、前記第３スラント型ＦＢＧが、前記中央帯域よりも長波長側の長波長側帯域（Ｃ）を前記遮光帯域とする。

【0011】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記第１スラント型ＦＢＧが、前記第２スラント型ＦＢＧ及び前記第３スラント型ＦＢＧよりも前記遮光帯域が狭く設定されている。

【0012】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記第１スラント型ＦＧＢ、前記第２スラント型ＦＢＧ、及び前記第３スラント型ＦＢＧが、除去できる前記ＳＲＳ光のエネルギー量が互いに等しくなるように、前記遮光帯域がそれぞれ設定されている。

【0013】

また、本発明の一態様による光デバイスは、前記第１スラント型ＦＧＢ、前記第２スラント型ＦＢＧ、及び前記第３スラント型ＦＢＧは、前記遮光帯域の比率が１：４：４に設定されている。

【0014】

本発明の一態様によるレーザ装置（１Ａ）は、レーザ光を生成するレーザ光源（Ｌ）と、前記レーザ光を出力する出力端（７）と、前記レーザ光源と前記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（８Ａ，８Ｂ）と、を備える。

【0015】

本発明の他の態様によるレーザ装置（１Ｂ）は、励起光を出射する励起光源（２）と、前記励起光によってレーザ光を生成する共振器（Ｒ）と、前記レーザ光を出力する出力端（７）と、前記励起光源と前記共振器との間に配置される上記の何れかに記載の光デバイス（８Ａ、８Ｂ）と、を備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ＳＲＳ光による再被覆部や被覆部の局所的な発熱を抑制することが可能であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】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2】本発明の第１実施形態による光デバイスの構成を示す縦断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による光デバイスに設けられたスラント型ＦＢＧの透過特性を模式的に示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態によるレーザ装置で生ずるＳＲＳ光のスペクトルの一例を示す図である。

【図5】本発明の第２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】

【0018】

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。

【0019】

〔第１実施形態〕
〈レーザ装置〉
図１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１に示す通り、本実施形態のレーザ装置１Ａは、レーザ光を生成するレーザ光源Ｌと、出力端７と、レーザ光源Ｌと出力端７との間に配置された光デバイス８Ａと、を備えている。レーザ光源Ｌは、複数の励起光源２と、コンバイナ３と、ＨＲ－ＦＢＧ（High Reflectivity-Fiber Bragg Grating）４と、増幅用ファイバ５と、ＯＣ－ＦＢＧ（Output Coupler-Fiber Bragg Grating）６と、を備えている。増幅用ファイバ５、ＨＲ－ＦＢＧ４、及びＯＣ－ＦＢＧ６は、励起光源２が出射する励起光によってレーザ光を生成する共振器Ｒを構成している。

【0020】

ここで、図１に示す通り、光デバイス８Ａは、光ファイバ１０を備えている。以下、光ファイバ１０の長手方向（コアの長手方向）を単に長手方向Ｘという。また、光ファイバ１０から見て、長手方向Ｘにおける出力端７側を＋Ｘ側といい、励起光源２側を－Ｘ側という。

【0021】

励起光源２は励起光を増幅用ファイバ５に向けて出射する。励起光源２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。コンバイナ３は、励起光源２と共振器Ｒとの間に配置されている。コンバイナ３は、励起光源２が出射した励起光を、１本の光ファイバに結合し、増幅用ファイバ５に向かわせる。

【0022】

増幅用ファイバ５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クラッドを覆う被覆と、を備える。増幅用ファイバ５は、ダブルクラッドファイバである。コアに添加す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。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。

【0023】

ＨＲ－ＦＢＧ４は、増幅用ファイバ５の－Ｘ側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－ＦＢＧ４は、励起状態にされた増幅用ファイバ５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おり、ＨＲ－ＦＢＧ４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。ＯＣ－ＦＢＧ６は、増幅用ファイバ５の＋Ｘ側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－ＦＢＧ６は、ＨＲ－ＦＢＧ４とほぼ同様の構造を有しているが、ＨＲ－ＦＢＧ４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。

【0024】

増幅用ファイバ５内では、ＨＲ－ＦＢＧ４及びＯＣ－ＦＢＧ６で反射した信号光が、増幅用ファイバ５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Ｒ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－ＦＢＧ６を透過し、光デバイス８Ａを介して出力端７に到達する。光デバイス８Ａは、レーザ光を透過し、レーザ光により生じたＳＲＳ光の少なくとも一部を除去するように構成されている。

【0025】

〈光デバイス〉
図２は、本発明の第１実施形態による光デバイスの構成を示す縦断面図である。図２に示す通り、光デバイス８Ａは、光ファイバ１０を備えている。光ファイバ１０は、コア１１と、クラッド１２と、被覆１３と、を有するシングルクラッドファイバである。コア１１及びクラッド１２としては、シリカガラス等を用いることができる。クラッド１２は、コア１１を覆い、コア１１よりも低い屈折率を有している。被覆１３は、クラッド１２を覆い、クラッド１２よりも高い屈折率を有している。被覆１３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。被覆１３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。

【0026】

コア１１には、複数のスラント型ＦＢＧが形成されている。複数のスラント型ＦＢＧは、長手方向Ｘに間隔を空けて、直列的に配置されている。図１，２に示す例では、３つのスラント型ＦＢＧ１１ａ（第２スラント型ＦＢＧ）、スラント型ＦＢＧ１１ｂ（第１スラント型ＦＢＧ）、及びスラント型ＦＢＧ１１ｃ（第３スラント型ＦＢＧ）が、－Ｘ側から＋Ｘ側に向けて、長手方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。但し、コア１１に形成されるスラント型ＦＢＧの数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

【0027】

再被覆部１４ａ～１４ｃとしては、クラッド１２よりも高い屈折率を有する樹脂材料を用いることができる。再被覆部１４ａ～１４ｃの材質は、被覆１３の材質と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0028】

長手方向Ｘにおいて、スラント型ＦＢＧ１１ａに対応する位置に再被覆部１４ａが配置されている。同様に、スラント型ＦＢＧ１１ｂ及びスラント型ＦＢＧ１１ｃに対応する位置に、再被覆部１４ｂ及び再被覆部１４ｃがそれぞれ配置されている。また、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃが長手方向Ｘに間隔を空けて配置されているため、再被覆部１４ａ～１４ｃも長手方向Ｘに間隔を空けて配置されている。このように、コア１１に形成されるスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの数及び位置に応じて、再被覆部１４ａ～１４ｃの数及び位置が決定される。

【0029】

但し、複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを形成する範囲の被覆１３を一括除去し、当該一括除去された部分に複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを形成した後、当該一括除去された部分に１つの再被覆部を連続して設けてもよい。この場合、再被覆部の位置はスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの位置に対応するが、再被覆部の数はスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの数に対応しない。

【0030】

スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃは、レーザ光として用いられる信号光の波長帯の光を透過し、かつ、レーザ光により生じるＳＲＳ光の波長帯（例えば、１１１５～１１３５［ｎｍ］）の光をコア１１からクラッド１２に向けて逃がすように構成されている。つまり、複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃはそれぞれ、レーザ光により生じるＳＲＳ光の波長帯を遮光する。

【0031】

図２に模式的に示す通り、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃは、長手方向Ｘにおける屈折率変調部（屈折率変化が与えられている部分）同士の間隔が不均一になっている。これにより、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃでコア１１から取り除かれる光の波長帯が大きくなる。従って、ＳＲＳ光をクラッド１２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１１から選択的に除去し、被覆１３又は再被覆部１４ａ～１４ｃに吸収させることで、信号光の品質を安定させることができる。

【0032】

ここで、例えば１つのスラント型ＦＢＧによってＳＲＳ光を集中して除去した場合には、除去されたＳＲＳ光が集中して被覆１３又は再被覆部に吸収される。その結果、被覆１３又は再被覆部が局所的に発熱し、劣化などが生じる可能性がある。

【0033】

そこで、本実施形態では、図３に示す通り、複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃにおけるＳＲＳ光の遮光帯域を互いに異ならせて、ＳＲＳ光を分散させて被覆１３又は再被覆部１４ａ～１４ｃに吸収させている。図３は、本発明の第１実施形態による光デバイスに設けられたスラント型ＦＢＧの透過特性を模式的に示す図である。尚、図３においては、横軸に波長をとり、縦軸にＳＲＳ光の透過損失をとってある。

【0034】

図３において、波長帯域ＷＢ１は、信号光の波長帯域であり、波長帯域ＷＢ２は、ＳＲＳ光の波長帯域である。ＳＲＳ光の波長帯域ＷＢ２は、信号光の波長帯域ＷＢ１よりも長波長側である。また、図３において、実線で示すグラフはスラント型ＦＢＧ１１ａの透過特性を示すグラフであり、破線で示すグラフはスラント型ＦＢＧ１１ｂの透過特性を示すグラフであり、一点鎖線で示すグラフはスラント型ＦＢＧ１１ｃの透過特性を示すグラフである。

【0035】

図３に示す例では、スラント型ＦＢＧ１１ａの透過特性は、ＳＲＳ光の波長帯域ＷＢ２の短波長側の波長帯域ＷＢ２１の透過損失が大きくなるよう設定されている。スラント型ＦＢＧ１１ｂの透過特性は、ＳＲＳ光の波長帯域ＷＢ２の中央部分の波長領域ＷＢ２２の透過損失が大きくなるよう設定されている。スラント型ＦＢＧ１１ｃの透過特性は、ＳＲＳ光の波長帯域ＷＢ２の長波長側の波長帯域ＷＢ２３の透過損失が大きくなるよう設定されている。尚、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの透過損失の大きさは、同じに設定されていても良く、異なるように設定されていても良い。また、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの遮光帯域は、一部が重なっていても良い。

【0036】

ここで、「遮光帯域が異なる」とは、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの遮光帯域が完全に異なっている場合のみならず、図３に示す通り、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの遮光帯域の一部が重なっている場合も含む趣旨である。つまり、ある波長を境にして透過率が０［％］から１００［％］に変わる透過特性を有するスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを設計するのは困難であり、また、設計できたとしても実際に製造するのは製造誤差等によって困難なため、遮光帯域の一部が重なっていても良い。

【0037】

ここで、本実施形態では、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃのそれぞれの遮光帯域は、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃのそれぞれによって遮光されるＳＲＳ光のパワー（エネルギー量）が均等となるように設定されているのが望ましい。なぜならば、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの各々から、同じパワー（エネルギー）のＳＲＳ光を分散させて被覆１３又は再被覆部１４ａ～１４ｃに吸収させることができるためである。

【0038】

図４は、本発明の第１実施形態によるレーザ装置で生ずるＳＲＳ光のスペクトルの一例を示す図である。図４においては、横軸に波長をとり、縦軸にＳＲＳ光のパワーをとってある。スラント型ＦＢＧ１１ｂの遮光帯域は、例えば、ＳＲＳ光の全波長帯域のうち、ＳＲＳ光の中心波長成分を含む中央帯域Ｂに設定されている。スラント型ＦＢＧ１１ａの遮光帯域は、例えば、ＳＲＳ光の全波長帯域のうち、中央帯域Ｂよりも短波長側の短波長側帯域Ａに設定されている。スラント型ＦＢＧ１１ｃの遮光帯域は、例えば、中央帯域Ｂよりも長波長側の長波長側帯域Ｃに設定されている。

【0039】

ここで、上記の「ＳＲＳ光の全波長帯域」は、例えば、ＳＲＳ光の全パワーの９９．７％が含まれる波長帯域（所謂、３σ区間）である。また、上記の「ＳＲＳ光の中心波長成分」は、例えば、光パワーが最大（或いは、ほぼ最大）となる波長成分である。図４に示す例において、「ＳＲＳ光の全波長帯域」は、１１１５．０［ｎｍ］～１１３５．０［ｎｍ］であり、「ＳＲＳ光の中心波長成分」は、１１２５．０［ｎｍ］である。

【0040】

スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃのそれぞれの遮光帯域は、図４に示すグラフを短波長側帯域Ａ、中央帯域Ｂ、長波長側帯域Ｃの各々で積分した際の面積が均等（面積の比率が１：１：１）となるように設定される。具体的に、スラント型ＦＢＧ１１ａ、スラント型ＦＢＧ１１ｂ、スラント型ＦＢＧ１１ｃの遮光帯域は、４：１：４の比率となっており、中央帯域Ｂが短波長側帯域Ａ及び長波長側帯域Ｃよりも狭く設定されている。

【0041】

例えば、スラント型ＦＢＧ１１ａの遮光帯域（短波長側帯域Ａ）は、１１１５．０～１１２４．４［ｎｍ］に設定され、スラント型ＦＢＧ１１ｂの遮光帯域（中央帯域Ｂ）は、１１２４．４～１１２６．８［ｎｍ］に設定され、スラント型ＦＢＧ１１ｃの遮光帯域（長波長側帯域Ｃ）は、１１２６．８～１１３５．０［ｎｍ］に設定されている。このような各スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃは、各帯域を遮光することにより、ＳＲＳ光の全波長の成分を除去することが可能である。

【0042】

本実施形態では、光ファイバ１０内を＋Ｘ側に向けて伝搬するＳＲＳ光を除去する場合について考える。この場合において、ＳＲＳ光は、スラント型ＦＢＧ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを順に透過することになる。このため、ＳＲＳ光は、最初に、スラント型ＦＢＧ１１ａによって図４に示す短波長側帯域Ａの成分が除去される。次に、ＳＲＳ光は、スラント型ＦＢＧ１１ｂによって図４に示す中央帯域Ｂの成分が除去される。最後に、ＳＲＳ光は、スラント型ＦＢＧ１１ｃによって図４に示す長波長側帯域Ｃの成分が除去される。

【0043】

各スラント型ＦＢＧ１１ａ，１１ｂ，１１ｃで除去されたＳＲＳ光は、それぞれ被覆１３又は再被覆部１４ａ，１４ｂ，１４ｃにて吸収される。ここで、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃのそれぞれによって遮光されるＳＲＳ光のパワー（エネルギー量）が均等となるように設定されている場合には、被覆１３又は再被覆部１４ａ～１４ｃにて吸収されるＳＲＳ光のパワー（エネルギー量)は均等になる。これにより、ＳＲＳ光が被覆１３等の一点に集中して吸収されることが抑制され、局所的な発熱を抑えることができる。また、ＳＲＳ光が出力端７から出射されることも抑えられるため、レーザ光の品質が安定する。

【0044】

以上の通り、本実施形態では、レーザ光を伝送する光ファイバ１０のコア１１に、レーザ光により生じるＳＲＳ光を遮光する波長帯域である遮光帯域が互いに異なる複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃが形成されている。これにより、複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃによってＳＲＳ光を分散して除去することができるため、ＳＲＳ光による再被覆部や被覆部の局所的な発熱を抑制することができる。また、光ファイバ１０のコア１１にスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを形成する場合には、長手方向Ｘに間隔を空けてスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを個別に形成することができる。このため、光デバイス８Ａの製造を容易に行うことができる。

【0045】

〔第２実施形態〕
〈レーザ装置〉
図５は、本発明の第２実施形態によるレーザ装置の要部構成を示す図である。尚、図５においては、図１に示す構成と同様の構成については、同一の符号を付してある。図１に示す第１実施形態のレーザ装置１Ａは、レーザ光源Ｌと出力端７との間に配置された光デバイス８Ａを備える構成であった。これに対し、本実施形態のレーザ装置１Ｂは、図１に示すレーザ装置１Ａの光デバイス８Ａが省略され、励起光源２（正確には、コンバイナ３）と共振器Ｒとの間に配置された光デバイス８Ｂを備える構成である。

【0046】

尚、上述した第１実施形態のレーザ装置１Ａ及び本実施形態のレーザ装置１Ｂは、＋Ｘ側に向けて伝搬するＳＲＳ光に加えて、－Ｘ側に向けて伝搬するＳＲＳ光（以下、逆行ＳＲＳ光という）を除去することが可能である。逆行ＳＲＳ光は、例えば＋Ｘ側に向けて進行するＳＲＳ光が出力端７で反射することや、レーザ装置の加工対象物で反射して出力端７に再入射したレーザ光によって生じる。以下では、主に、逆行ＳＲＳ光を除去する場合について説明する。

【0047】

逆行ＳＲＳ光が励起光源２に到達した場合には、励起光源２の故障の原因となるため、励起光源２に到達する前に除去することが好ましい。しかしながら、ＳＲＳ光を一か所で集中して除去すると被覆１３又は再被覆部の局所的な発熱につながるため、第１実施形態と同様に分散して除去することが好ましい。

【0048】

そこで、本実施形態では、励起光源２（正確には、コンバイナ３）と共振器Ｒとの間に配置された光デバイス８Ｂによって、逆行ＳＲＳ光を分散して除去するようにしている。光デバイス８Ｂは、図２に示す光デバイス８Ａと同様の構成である。但し、光デバイス８Ｂでは、３つのスラント型ＦＢＧ１１ａ（第２スラント型ＦＢＧ）、スラント型ＦＢＧ１１ｂ（第１スラント型ＦＢＧ）、及びスラント型ＦＢＧ１１ｃ（第３スラント型ＦＢＧ）が、＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて、長手方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。尚、コア１１に形成されるスラント型ＦＢＧの数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

【0049】

光ファイバ１０内を－Ｘ側に向けて伝搬するＳＲＳ光は、光デバイス８Ｂのスラント型ＦＢＧ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを順に透過することになる。このため、ＳＲＳ光は、最初に、スラント型ＦＢＧ１１ａによって図４に示す短波長側帯域Ａの成分が除去される。次に、ＳＲＳ光は、スラント型ＦＢＧ１１ｂによって図４に示す中央帯域Ｂの成分が除去される。最後に、ＳＲＳ光は、スラント型ＦＢＧ１１ｃによって図４に示す長波長側帯域Ｃの成分が除去される。

【0050】

各スラント型ＦＢＧ１１ａ，１１ｂ，１１ｃで除去されたＳＲＳ光は、それぞれ被覆１３又は再被覆部１４ａ，１４ｂ，１４ｃにて吸収される。ここで、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃのそれぞれによって遮光されるＳＲＳ光のパワー（エネルギー量）が均等となるように設定されている場合には、被覆１３又は再被覆部１４ａ～１４ｃにて吸収されるＳＲＳ光のパワー（エネルギー量)は均等になる。これにより、ＳＲＳ光が被覆１３等の一点に集中して吸収されることが抑制され、局所的な発熱を抑えることができる。また、逆行ＳＲＳ光は、光デバイス８Ｂによって励起光源２に到達する前に除去されるため、励起光源２の故障を防止することができる。

【0051】

以上の通り、本実施形態では、レーザ光を伝送する光ファイバ１０のコア１１に、レーザ光により生じる逆行ＳＲＳ光を遮光する波長帯域である遮光帯域が互いに異なる複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃが形成されている。これにより、複数のスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃによって逆行ＳＲＳ光を分散して除去することができるため、逆行ＳＲＳ光による再被覆部や被覆部の局所的な発熱を抑制することができる。また、光ファイバ１０のコア１１にスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを形成する場合には、長手方向Ｘに間隔を空けてスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃを個別に形成することができる。このため、光デバイス８Ｂの製造を容易に行うことができる。

【0052】

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、第１実施形態の光デバイス８Ａ又は第２実施形態の光デバイス８Ｂを、前方励起光源及び後方励起光源を備えた双方向励起型のレーザ装置に適用してもよい。

【0053】

また、１つのレーザ装置に、第１実施形態の光デバイス８Ａと第２実施形態の光デバイス８Ｂとを両方を設けてもよい。この構成のレーザ装置では、レーザ光源Ｌから出力端７に向かって伝搬するＳＲＳ光を光デバイス８Ａで除去しつつ、共振器Ｒから励起光源２に向かって伝搬する逆行ＳＲＳ光を光デバイス８Ｂで除去することができる。

【0054】

また、複数の光デバイス８Ａ，８Ｂを、レーザ装置１Ａ，１Ｂ内に直列に配置してもよい。このような配置にする場合には、複数の光デバイス８Ａ同士又は複数の光デバイス８Ｂ同士、若しくは光デバイス８Ａと光デバイス８Ｂとが直接的に融着接続されていても良い。或いは、複数の光デバイス８Ａ同士又は複数の光デバイス８Ｂ同士、若しくは光デバイス８Ａと光デバイス８Ｂとは、光ファイバ等の光伝送路を介して接続されていても良い。

【0055】

また、第１実施形態による光デバイス８Ａ及び第２実施形態による光デバイス８Ｂにおけるスラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃの配置は任意である。例えば、光デバイス８Ａにおいて、スラント型ＦＢＧ１１ａ～１１ｃは、－Ｘ側から＋Ｘ側に向けて、スラント型ＦＢＧ１１ｃ、スラント型ＦＢＧ１１ｂ、及びスラント型ＦＢＧ１１ａの順で配置されていても良い。或いは、Ｘ側から＋Ｘ側に向けて、スラント型ＦＢＧ１１ｂ、スラント型ＦＢＧ１１ａ、及びスラント型ＦＢＧ１１ｃの順で配置されていても良い。

【0056】

また、コア１１は、それぞれスラント型ＦＢＧを２つ或いは４つ以上有するものとしてもよい。例えばコア１１がスラント型ＦＢＧを２つ有する場合には、ＳＲＳ光の全波長をエネルギー量において２分割し、それぞれ短波長側の帯域と長波長側の帯域とを遮光帯域とすることが好ましい。これにより、各スラント型ＦＢＧにおけるＳＲＳ光のパワーを分散させることが可能である。

【0057】

また、ＳＲＳ光において、波長成分に複数のピークを有する場合には、例えば、図４に示す短波長側帯域Ａ及び長波長側帯域Ｃがそれぞれピークを含み、中央帯域よりも波長帯域が狭く設定されるものとしてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１Ａ，１Ｂ…レーザ装置、２…励起光源、７…出力端、８Ａ，８Ｂ…光デバイス、１１…コア、１１ａ…スラント型ＦＢＧ、１１ｂ…スラント型ＦＢＧ、１１ｃ…スラント型ＦＢＧ、１２…クラッド、Ａ…短波長側帯域、Ｂ…中央帯域、Ｃ…長波長側帯域、Ｌ…レーザ光源、Ｒ…共振器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】