( 57) 【要約】
【課題】 光増幅用光ファイバが損傷するような熱的負 荷を掛けることなく、かつ増幅用光ファイバの信号光増 幅機能がより長い距離に渡って有効に働いて、励起光を 増やすことによるファイバレーザの高エネルギー化を実 現する、光結合器を提供することにある。
【解決手段】 光結合器に使用される複数の励起光用光 ファイバの開口数を全て同じものとせず、一部の励起光 用光ファイバの開口数を他の励起光用光ファイバと異な るものにすることで、励起光が増幅用光ファイバのコア を１回目に通過する場所と、一定長さあたりのコア通過 回数を変化させる。
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50 【 特 許 請 求 の 範 囲 】
【 請 求 項 １ 】
１ 本 の 信 号 用 光 フ ァ イ バ と 、 複 数 本 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ と で 構 成 さ れ た 光 結 合 器 で あ っ て 、 該 複 数 本 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 少 な く と も １ 本 は 、 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ と 異 な る 開 口 数 を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 、 光 結 合 器 。
【 請 求 項 ２ 】
該 異 な る 開 口 数 を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ に は 、 該 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ に 入 力 さ れ る 励 起 光 と は 異 な る 出 力 の 励 起 光 が 入 力 さ れ る こ と を 特 徴 と す る 、 請 求 項 １ に 記 載 の 光 結 合 器 。
【 請 求 項 ３ 】
請 求 項 １ ま た は ２ に 記 載 の 光 結 合 器 と 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ と で 構 成 さ れ た 光 増 幅 器 。 【 請 求 項 ４ 】
請 求 項 ３ に 記 載 の 光 増 幅 器 を 使 用 し た フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 。
【 発 明 の 詳 細 な 説 明 】 【 技 術 分 野 】
【 ０ ０ ０ １ 】
本 発 明 は 、 主 に フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 に 使 用 さ れ る 、 光 結 合 器 及 び 光 増 幅 器 に 関 す る 。 【 背 景 技 術 】
【 ０ ０ ０ ２ 】
レ ー ザ 加 工 や 医 療 用 途 な ど へ の 適 用 を 目 的 と し て 、 フ ァ イ バ レ ー ザ は 、 高 効 率 で し か も 高 ビ ー ム 品 質 の レ ー ザ 光 を 簡 単 に 取 り 出 せ る と い う 理 由 で 注 目 を 集 め て い る 。
一 般 的 な フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 は 、 図 １ に 示 す よ う な 構 成 を し て い る 。
す な わ ち 、 信 号 光 源 １ か ら 発 生 し た 信 号 光 ２ と 、 励 起 光 源 ３ か ら 発 生 す る 励 起 光 ４ を 、 光 結 合 器 ５ を 介 し て 希 土 類 元 素 を 添 加 し た コ ア を 有 す る 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ へ 入 力 し 、 励 起 光 ４ が コ ア に 添 加 さ れ た 希 土 類 元 素 に 作 用 す る こ と で 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア を 伝 搬 す る 信 号 光 ２ を 増 幅 し 、 高 エ ネ ル ギ ー を 有 す る レ ー ザ 光 １ ０ を 得 る 。
【 ０ ０ ０ ３ 】
光 結 合 器 ５ と 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ を 光 学 的 に 接 続 し た も の は 光 増 幅 器 と 呼 ば れ 、 特 許 文 献 １ に 記 載 さ れ た ク ラ ッ ド ポ ン ピ ン グ フ ァ イ バ 光 フ ァ イ バ デ バ イ ス （ 図 ２ ） な ど が 従 来 例 と し て 知 ら れ て い る 。
図 ２ に お い て 、 複 数 の マ ル チ モ ー ド フ ァ イ バ を 束 ね 、 端 部 に 向 か っ て 傾 斜 さ せ た 左 側 の 部 分 が 光 結 合 器 、 右 側 に 接 続 さ れ た 光 フ ァ イ バ が 増 幅 用 光 フ ァ イ バ （ 特 許 文 献 １ に お い て は ク ラ ッ ド ポ ン ピ ン グ フ ァ イ バ と 称 呼 ） で あ る 。
通 常 、 光 結 合 器 ５ は 信 号 光 を 入 力 す る 信 号 光 用 光 フ ァ イ バ １ １ と 、 励 起 光 を 入 力 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ と で 構 成 さ れ る 。
【 ０ ０ ０ ４ 】
図 ３ は 、 図 ２ の よ う な 従 来 の 光 増 幅 器 に 、 信 号 光 ２ と 励 起 光 ４ を 入 力 し た 際 の 模 式 図 で あ る 。
光 結 合 器 ５ を 通 じ て 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ に 入 力 さ れ た 励 起 光 ４ は 、 図 ３ に 示 し た よ う に 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ 内 を 伝 搬 し 、 コ ア に 添 加 さ れ た 希 土 類 元 素 に 作 用 す る こ と で 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア １ ３ を 伝 搬 す る 信 号 光 ２ を 増 幅 す る 。
【 ０ ０ ０ ５ 】
通 常 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ に 入 力 さ れ た 励 起 光 ４ は 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア １ ３ に １ 回 作 用 す る 度 、 言 い 換 え れ ば コ ア １ ３ を １ 回 通 過 す る 度 に 、 そ の エ ネ ル ギ ー の 一 部 が 吸 収 さ れ 、 吸 収 に 伴 っ て 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ は 発 熱 す る 。
【 ０ ０ ０ ６ 】
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50 【 ０ ０ ０ ７ 】
と こ ろ が 、 励 起 光 源 ３ を 増 や す 、 す な わ ち 励 起 光 ４ の 数 を 増 や し た 場 合 、 吸 収 に 伴 う 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 発 熱 も 増 大 す る 。 こ の た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ へ の 熱 的 負 荷 が 大 き く な り 、 発 熱 に よ っ て 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ が 損 傷 し て し ま う 場 合 も 存 在 す る 。
【 ０ ０ ０ ８ 】
ま た 、 励 起 光 ４ が 少 な い 場 合 で も 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の コ ア １ ３ を １ 回 目 に 通 過 す る 際 に 、 そ の エ ネ ル ギ ー の 一 部 が 吸 収 さ れ て し ま う た め 、 コ ア １ ３ を ２ 回 目 以 降 に 通 過 す る 際 に 発 生 す る 励 起 光 の 希 土 類 元 素 へ の 作 用 は 、 １ 回 目 に 通 過 す る 際 に 発 生 す る 作 用 と 比 較 し て 弱 い も の と な っ て し ま う 。 す な わ ち 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 側 か ら 出 射 端 側 に 向 か う に つ れ て 信 号 光 ２ の 増 幅 作 用 が 弱 く な っ て し ま う た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 有 す る 信 号 光 増 幅 機 能 は 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 全 長 に 渡 っ て 有 効 に 働 い て い る と は 言 い 難 く 、 入 射 端 側 付 近 で し か 有 効 に 働 い て い な い の が 現 状 で あ る 。 こ の 問 題 は 励 起 光 ４ の 数 が 増 え た 際 に 、 よ り 顕 著 に 影 響 す る 。
【 先 行 技 術 文 献 】 【 特 許 文 献 】 【 ０ ０ ０ ９ 】
【 特 許 文 献 １ 】 特 開 平 １ １ − ７ ２ ６ ２ ９ 【 発 明 の 開 示 】
【 発 明 が 解 決 し よ う と す る 課 題 】 【 ０ ０ １ ０ 】
本 発 明 の 課 題 は 、 光 増 幅 用 光 フ ァ イ バ が 損 傷 す る よ う な 熱 的 負 荷 を 掛 け る こ と な く 、 か つ 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の 信 号 光 増 幅 機 能 が よ り 長 い 距 離 に 渡 っ て 有 効 に 働 い て 、 励 起 光 を 増 や す こ と に よ る フ ァ イ バ レ ー ザ の 高 エ ネ ル ギ ー 化 を 実 現 す る 、 光 結 合 器 を 提 供 す る こ と に あ る 。
【 課 題 を 解 決 す る た め の 手 段 】 【 ０ ０ １ １ 】
本 発 明 者 は 、 光 結 合 器 に 使 用 さ れ る 複 数 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 開 口 数 を 全 て 同 じ も の と せ ず 、 一 部 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 開 口 数 を 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ と 異 な る も の に す る こ と で 、 励 起 光 が 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の コ ア を １ 回 目 に 通 過 す る 場 所 と 、 一 定 長 さ あ た り の コ ア 通 過 回 数 を 変 化 さ せ 、 従 来 の 問 題 を 解 消 で き る こ と を 究 明 し た 。
【 ０ ０ １ ２ 】
本 発 明 に よ っ て 提 供 さ れ る 光 結 合 器 は 、 １ 本 の 信 号 用 光 フ ァ イ バ と 、 複 数 本 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ と で 構 成 さ れ 、 該 複 数 本 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 少 な く と も １ 本 は 、 他 の 励 起 光 用 フ ァ イ バ と 異 な る 開 口 数 を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 。
【 発 明 の 効 果 】 【 ０ ０ １ ３ 】
本 発 明 の 光 結 合 器 に あ っ て は 、 以 下 に 記 載 し た 優 れ た 効 果 が 期 待 で き る 。
（ １ ） 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ か ら 増 幅 用 光 フ ァ イ バ に 入 力 さ れ る 励 起 光 は 、 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 開 口 数 に よ っ て 入 力 角 度 が 異 な る た め 、 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 開 口 数 に よ っ て 、 入 力 さ れ た 励 起 光 が 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の コ ア に 吸 収 さ れ る 位 置 が 異 な る 。
（ ２ ） こ の た め 、 励 起 光 の 数 が 増 え た 場 合 で も 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の コ ア に 励 起 光 が 吸 収 さ れ る 場 所 が １ 箇 所 に 集 中 せ ず 、 発 熱 が 分 散 す る た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ に 掛 か る 熱 的 負 荷 が 軽 減 さ れ る 。
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【 ０ ０ １ ４ 】
【 図 １ 】 一 般 的 な フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 の 一 例 で あ る 。
【 図 ２ 】 光 結 合 器 と 光 増 幅 フ ァ イ バ と で 構 成 さ れ た 、 従 来 の 光 増 幅 機 で あ る 。 【 図 ３ 】 従 来 の 光 増 幅 器 に お い て 、 信 号 光 と 励 起 光 を 入 力 し た 際 の 模 式 図 で あ る 。 【 図 ４ 】 本 発 明 の 光 結 合 器 の 基 本 的 構 成 で あ る 。
【 図 ５ 】 本 発 明 の 光 結 合 器 と 増 幅 用 光 フ ァ イ バ を 接 続 し 、 信 号 光 と 励 起 光 を 同 時 入 力 し た 際 の 各 光 の 伝 搬 の 様 子 を 示 し た も の で あ る 。
【 図 ６ 】 本 発 明 の 光 結 合 器 の 実 施 例 で あ る 。
【 図 ７ 】 本 発 明 の 光 結 合 器 を 使 用 し た 、 フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 の 一 例 で あ る 。 【 発 明 を 実 施 す る た め の 形 態 】
【 ０ ０ １ ５ 】
以 下 、 本 発 明 の 基 本 的 構 成 を 、 添 付 図 面 を 参 照 し な が ら 説 明 す る 。
図 ４ に お い て 、 ５ は 光 結 合 器 、 １ １ は 信 号 光 用 光 フ ァ イ バ 、 １ ２ Ａ は 第 １ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ １ ） を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ 、 １ ２ Ｂ は 第 ２ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ ２ ） を 有 す る 光 フ ァ イ バ 、 ７ は 増 幅 用 光 フ ァ イ バ で あ る 。
本 発 明 で 特 徴 的 な こ と は 、 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ と し て 第 １ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ １ ） を 有 す る も の １ ２ Ａ と 、 第 ２ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ ２ ） を 有 す る も の １ ２ Ｂ を 組 み 合 わ せ た こ と で あ る 。 以 下 、 Ｎ Ａ １ ＞ Ｎ Ａ ２ と し て 説 明 す る 。
【 ０ ０ １ ６ 】
開 口 数 の 小 さ い フ ァ イ バ は 、 開 口 数 の 大 き い フ ァ イ バ と 比 較 し て 、 受 光 で き る 範 囲 （ 角 度 ） が 小 さ く 、 こ れ に 対 応 し て 出 射 す る 光 の 広 が り （ 角 度 ） も 小 さ い と い う 性 質 を 有 す る 。 本 発 明 は 、 こ の 開 口 数 の 小 さ い フ ァ イ バ が 有 す る 、 出 射 す る 光 の 広 が り が 小 さ い と い う 特 徴 に 着 目 し て 得 ら れ た も の で あ る 。
【 ０ ０ １ ７ 】
す な わ ち 、 開 口 数 Ｎ Ａ １ の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ か ら 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ に 入 力 さ れ る 励 起 光 ４ Ａ は 、 図 ５ に 示 す よ う に 光 軸 に 対 し て 大 き い 角 度 で 入 力 さ れ る た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 付 近 で １ 回 目 の コ ア 通 過 が 起 き る と と も に 、 一 定 長 さ あ た り の コ ア 通 過 回 数 が 多 い 。
一 方 、 開 口 数 Ｎ Ａ ２ の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ か ら 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ５ に 入 力 さ れ る 励 起 光 ４ Ｂ は 、 図 ５ に 示 す よ う に 光 軸 に 対 し て 小 さ い 角 度 で 入 力 さ れ る た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 か ら 離 れ た 場 所 で １ 回 目 の コ ア 通 過 が 起 き る と と も に 、 一 定 長 さ あ た り の コ ア 通 過 回 数 が 少 な い 。
【 ０ ０ １ ８ 】
こ の よ う に 、 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ と 開 口 数 の 異 な る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ を 使 用 す る こ と に よ り 、 励 起 光 ４ が 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア １ ３ を １ 回 目 に 通 過 す る 場 所 と 、 一 定 長 さ あ た り の コ ア 通 過 回 数 を 変 化 さ せ る こ と が で き る 。 こ れ に よ っ て 以 下 に 述 べ る 効 果 が 得 ら れ る 。
【 ０ ０ １ ９ 】
第 １ の 効 果 と し て 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ へ の 熱 的 負 荷 の 軽 減 が 挙 げ ら れ る 。
先 述 し た よ う に 、 励 起 光 ４ が 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア １ ３ を 通 過 す る 際 に そ の エ ネ ル ギ ー の 一 部 が 吸 収 さ れ 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ は 発 熱 す る 。
励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ の 開 口 数 が 全 て 等 し い 場 合 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア １ ３ に お け る 励 起 光 の １ 回 目 の 吸 収 が 起 き る 場 所 が あ る １ 点 と そ の 付 近 に 集 中 す る た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ へ の 熱 的 負 荷 が 大 き く な り 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ が 損 傷 す る 場 合 も あ る 。 【 ０ ０ ２ ０ 】
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特 に 、 レ ー ザ 光 １ ０ の エ ネ ル ギ ー を 高 め る た め に 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ の 本 数 を 増 や し た 際 に 、 こ の 熱 的 負 荷 の 軽 減 効 果 は 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 損 傷 を 防 ぐ た め に 重 要 な も の と な る 。
【 ０ ０ ２ １ 】
第 ２ の 効 果 と し て 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 信 号 光 増 幅 機 能 が よ り 長 い 距 離 に 渡 っ て 有 効 に 働 く よ う に な る こ と が 挙 げ ら れ る 。
先 述 し た よ う に 、 開 口 数 の 小 さ い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ か ら 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ に 入 力 さ れ る 励 起 光 ４ Ｂ は 、 光 軸 に 対 し て 小 さ い 角 度 で 入 力 さ れ る た め 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 か ら 離 れ た 場 所 で １ 回 目 の コ ア 通 過 が 起 き る と と も に 、 単 位 長 さ あ た り の コ ア 通 過 回 数 が 少 な い 。
こ れ の 意 味 す る 所 は 、 開 口 数 の 小 さ い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ か ら 入 力 さ れ た 励 起 光 ４ Ｂ は 、 開 口 数 の 大 き い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ か ら 入 力 さ れ た 励 起 光 ４ Ａ と 比 較 し て 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ 内 に お け る 吸 収 （ エ ネ ル ギ ー 減 衰 ） が 緩 や か で あ る と い う こ と で あ る 。
【 ０ ０ ２ ２ 】
す な わ ち 、 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ と 開 口 数 の 異 な る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ が 存 在 す る 場 合 、 言 い 換 え れ ば 、 開 口 数 の 大 き い も の と 小 さ い も の が 存 在 す る 場 合 、 開 口 数 の 大 き い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ か ら 入 力 さ れ た 励 起 光 ４ Ａ は 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 に 近 い 領 域 で 吸 収 さ れ る こ と で 信 号 光 増 幅 機 能 を 生 み 出 す の に 対 し 、 開 口 数 の 小 さ い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ か ら 入 力 さ れ た 励 起 光 ４ Ｂ は 、 相 対 的 に 高 い エ ネ ル ギ ー を 有 し た ま ま 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 か ら 離 れ た 領 域 で 吸 収 さ れ 、 そ の 離 れ た 領 域 で 信 号 光 増 幅 機 能 を 生 み 出 す 。
【 ０ ０ ２ ３ 】
こ の よ う に 、 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ と 開 口 数 の 異 な る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ が 存 在 す る 場 合 、 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ の 開 口 数 が 全 て 同 じ 場 合 と 比 較 し て 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 信 号 光 増 幅 機 能 が よ り 長 い 距 離 に 渡 っ て 有 効 に 働 く よ う に な る 。
高 エ ネ ル ギ ー の レ ー ザ 光 １ ０ を 得 た い 場 合 、 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ ７ の 信 号 光 増 幅 機 能 が 長 い 距 離 に 渡 っ て 有 効 に 働 く こ と が 重 要 で あ る 。
【 ０ ０ ２ ４ 】
ま た 、 本 発 明 に よ っ て 得 ら れ る 上 述 の 効 果 を よ り 高 め る た め に 、 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ と 開 口 数 の 異 な る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ に 入 力 さ れ る 励 起 光 ４ Ｂ の 出 力 を 、 他 の 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ に 入 力 さ れ る 励 起 光 ４ Ａ の 出 力 と 異 な る も の と す る の が 好 ま し い 。
具 体 的 に は 、 開 口 数 の 小 さ い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ に 入 力 す る 励 起 光 ４ Ｂ の エ ネ ル ギ ー を 、 開 口 数 の 大 き い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ に 入 力 す る 励 起 光 ４ Ａ の エ ネ ル ギ ー よ り 高 く す る の が 良 い 。
【 ０ ０ ２ ５ 】
開 口 数 の 小 さ い 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ か ら 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ に 入 力 さ れ る 励 起 光 ４ Ｂ は 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ 内 ７ に お け る エ ネ ル ギ ー 減 衰 が 緩 や か で あ り 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 か ら 離 れ た 領 域 で 信 号 光 増 幅 機 能 を 生 み 出 す た め 、 エ ネ ル ギ ー を 高 く す る こ と で 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の 入 射 端 か ら 離 れ た 領 域 で の 信 号 光 増 幅 機 能 を よ り 強 く す る こ と が で き る 。
【 実 施 例 】 【 ０ ０ ２ ６ 】
本 発 明 の 光 結 合 器 ５ の 実 施 例 と し て 、 図 ６ 、 ７ を 示 す 。
信 号 光 用 光 フ ァ イ バ １ １ と し て 、 コ ア 径 ２ ０ μ ｍ 、 ク ラ ッ ド 径 ４ ０ ０ μ ｍ 、 Ｎ Ａ ＝ ０ ． ０ ６ の 光 フ ァ イ バ を １ 本 使 用 し た 。
10
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30
40 第 ２ の 開 口 数 を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ と し て 、 コ ア 径 １ ０ ５ μ ｍ 、 ク ラ ッ ド 径
１ ２ ５ μ ｍ 、 Ｎ Ａ ＝ ０ ． ２ ２ の 光 フ ァ イ バ を ５ 本 使 用 し た 。
さ ら に 、 第 ３ の 開 口 数 を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｃ と し て 、 コ ア 径 １ ０ ５ μ ｍ 、 ク ラ ッ ド 径 １ ２ ５ μ ｍ 、 Ｎ Ａ ＝ ０ ． １ ５ の 光 フ ァ イ バ を ５ 本 使 用 し た 。
各 光 フ ァ イ バ を 図 ６ に 示 し た よ う に 配 列 し 、 互 い に 加 熱 融 着 し て 光 結 合 器 ５ を 得 た 。 【 ０ ０ ２ ７ 】
以 上 の よ う に 得 た 光 結 合 器 ５ を 、 コ ア 径 ２ ０ μ ｍ 、 第 １ ク ラ ッ ド 径 ４ ０ ０ μ ｍ 、 第 ２ ク ラ ッ ド 径 ＝ ５ ５ ０ μ ｍ 、 コ ア の Ｎ Ａ ＝ ０ ． ０ ６ 、 第 １ ク ラ ッ ド の Ｎ Ａ ＝ ０ ． ４ ６ で あ る 、 ダ ブ ル ク ラ ッ ド 構 造 の 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ に 光 学 接 続 し た 。 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ の コ ア に は レ ー ザ 活 性 物 質 と し て Ｙ ｂ が 添 加 さ れ て い る 。
【 ０ ０ ２ ８ 】
信 号 光 源 １ 、 励 起 光 源 ３ 、 出 射 用 光 フ ァ イ バ ９ を 接 続 し て フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 と し た 。 信 号 用 光 フ ァ イ バ １ １ に は 波 長 １ ０ ８ ０ ｎ ｍ 、 出 力 １ ０ Ｗ の 信 号 光 ２ を 、 第 １ の 開 口 数 を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ａ に は 波 長 ９ １ ５ ｎ ｍ 、 出 力 １ ５ Ｗ の 励 起 光 ４ Ａ を 、 第 ２ の 開 口 数 を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ に は 波 長 ９ １ ５ ｎ ｍ 、 出 力 ２ ０ Ｗ の 励 起 光 ４ Ｂ を 、 第 ３ の 開 口 数 を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｃ に は 波 長 ９ １ ５ ｎ ｍ 、 出 力 ２ ５ Ｗ の 励 起 光 ４ Ｃ を 入 力 し 、 出 力 光 と し て 波 長 １ ０ ８ ０ ｎ ｍ 、 出 力 ２ ６ ５ Ｗ の レ ー ザ 光 １ ０ を 得 る 。
【 ０ ０ ２ ９ 】
こ の よ う に し て 得 た フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 の レ ー ザ 照 射 試 験 を 行 っ た と こ ろ 、 増 幅 用 光 フ ァ イ バ ７ が 損 傷 す る こ と な く 、 ２ ６ ５ Ｗ の レ ー ザ 光 １ ０ が 安 定 し て 出 力 さ れ 、 本 発 明 の 光 結 合 器 ５ は フ ァ イ バ レ ー ザ 装 置 に 使 用 さ れ る 光 結 合 器 と し て 十 分 な 機 能 が 確 保 さ れ て い る こ と が 確 認 で き た 。
【 ０ ０ ３ ０ 】
以 上 の 例 は 、 本 発 明 の 一 例 に 過 ぎ ず 、 本 発 明 の 思 想 の 範 囲 内 で あ れ ば 、 種 々 の 変 更 お よ び 応 用 が 可 能 で あ る こ と は 言 う ま で も な い 。 例 え ば 、 本 発 明 の 光 結 合 器 は 、 接 続 さ れ る 増 幅 用 光 フ ァ イ バ や 所 望 す る レ ー ザ の エ ネ ル ギ ー に 応 じ て 、 励 起 光 用 フ ァ イ バ の 本 数 を 増 減 し た り 、 開 口 数 を 変 化 さ せ た り す る な ど 、 種 々 変 形 さ れ て 供 さ れ る こ と は 言 う ま で も な い 。 【 符 号 の 説 明 】
【 ０ ０ ３ １ 】
１ 信 号 光 源 ２ 信 号 光 ３ 励 起 光 源 ４ 、 ４ Ａ 、 ４ Ｂ 、 ４ Ｃ 励 起 光 ５ 光 結 合 器
６ 光 結 合 器 と 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の 接 続 部 ７ 増 幅 用 光 フ ァ イ バ
８ 増 幅 用 光 フ ァ イ バ と レ ー ザ 出 射 用 光 フ ァ イ バ の 接 続 部 ９ レ ー ザ 出 射 用 光 フ ァ イ バ
１ ０ レ ー ザ 光
１ １ 信 号 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ
１ ２ Ａ 第 １ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ １ ） を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｂ 第 ２ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ ２ ） を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ２ Ｃ 第 ２ の 開 口 数 （ Ｎ Ａ ２ ） を 有 す る 励 起 光 用 光 フ ァ イ バ １ ３ 増 幅 用 光 フ ァ イ バ の コ ア
【 図 １ 】
【 図 ２ 】
【 図 ３ 】
【 図 ４ 】
【 図 ５ 】
【 図 ６ 】
10 フロントページの続き
( 72) 発明者 斉藤 和也
