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WO2020171205A1 - ファイバレーザ装置 - Google Patents

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WO2020171205A1
WO2020171205A1 PCT/JP2020/007066 JP2020007066W WO2020171205A1 WO 2020171205 A1 WO2020171205 A1 WO 2020171205A1 JP 2020007066 W JP2020007066 W JP 2020007066W WO 2020171205 A1 WO2020171205 A1 WO 2020171205A1
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WO
WIPO (PCT)
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fiber
mode
amplification
mode filter
fusion
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2020/007066
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康生 中西
泰裕 益子
真一 阪本
研介 島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to EP20760291.3A priority Critical patent/EP3883071A4/en
Priority to CN202080005626.5A priority patent/CN112823454B/zh
Priority to US17/416,873 priority patent/US11901690B2/en
Priority to JP2021502190A priority patent/JP7136996B2/ja
Publication of WO2020171205A1 publication Critical patent/WO2020171205A1/ja
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    • H01S3/09408—Pump redundancy

Definitions

  • the present invention relates to a fiber laser device.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-029366 filed in Japan on February 21, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a fiber laser device that includes a pumping light source that outputs pumping light, an amplifying fiber to which an active element such as Yb is added, an HR-FBG, and an OC-FBG. ..
  • a fiber laser device that includes a pumping light source that outputs pumping light, an amplifying fiber to which an active element such as Yb is added, an HR-FBG, and an OC-FBG. .
  • the amplification fiber having a plurality of modes is oscillated in a single mode to remove the limitation such as the nonlinear optical effect.
  • TMI Transverse Mode Instability, also referred to as Thermal modal Instability
  • the TMI phenomenon is a phenomenon in which when the power of the pumping light that is input to the amplification fiber is increased, the conversion efficiency of the pumping light to the laser light decreases due to the influence of heat, and the linearity is lost. When this phenomenon occurs, coupling between the modes from the fundamental mode to the higher order mode occurs, so that the beam quality of the laser light deteriorates.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a fiber laser device capable of enhancing the amplification efficiency while improving the beam quality.
  • a fiber laser device is an amplification having a pumping light source that outputs pumping light and a core to which a rare earth element that is excited by the pumping light from the pumping light source is added.
  • Optical fiber and the input side of the amplification fiber are fusion-spliced to form an HR-FBG.
  • the input side fiber is fusion-spliced to the output side of the amplification fiber to have a reflectance higher than that of the HR-FBG.
  • An output-side fiber having a small OC-FBG formed therein, an output end for outputting laser light, and a mode filter for removing at least a part of a predetermined higher-order mode from the core of the amplification fiber
  • the input side fiber, or an intermediate fiber arranged between the amplification fiber and the input side fiber is fusion-spliced to the amplification fiber by a fusion splicing portion, the fusion splicing portion, and At least a part of the mode filter is arranged in a region between a position separated from the fusion splicing portion by a coherent length of a beat generated by intermode interference of signal light propagating in the amplification fiber.
  • the fiber laser device of the above aspect by using the mode filter provided in the vicinity of the fusion splicing portion which is the generation source of the higher-order mode in the resonator, the unnecessary higher-order mode is removed at an early stage, By reducing the amount of higher-order mode light in the amplification fiber, it is possible to reduce the degree of beat modulation that affects the amplitude of the thermal grating. Therefore, it becomes possible to suppress the occurrence of the TMI phenomenon. By suppressing the occurrence of the TMI phenomenon in this manner, it is possible to suppress the coupling between the modes from the fundamental mode to the higher order modes and improve the beam quality of the laser light.
  • the intensity of the laser light emitted from the output end is less likely to decrease, so that the high output of the fiber laser device is high. Can be realized.
  • the predetermined higher-order mode may be a higher-order mode than LP01 or a higher-order mode than LP11. In this case, it is possible to further increase the output of the fiber laser device.
  • the fiber laser device of the above aspect may include an outer mode filter provided between the output side fiber and the output end to limit a mode of the laser light output from the output end.
  • the mode filter may be configured to remove at least a higher-order mode that is a target to be restricted by the outer mode filter.
  • the unwanted mode that is the target of the outer mode filter is removed from the amplification fiber by the mode filter, the unwanted mode is suppressed from being amplified in the amplification fiber, and the excitation is performed.
  • the conversion efficiency from light to laser light can be further improved.
  • the unnecessary modes can be more reliably removed from the finally emitted laser light, and the beam quality can be further improved. ..
  • the fiber laser device further includes a stiffener that reinforces the fusion splicing portion, and the mode filter is configured by bending the amplification fiber from an output-side end of the stiffener. May be.
  • the fusion splicing part can be reinforced by the reinforcing device. Further, by arranging the mode filter as close as possible to the fusion splicing portion, the effect of suppressing the TMI phenomenon can be enhanced.
  • Yb is added to the core of the amplification fiber, and the light output from the excitation light source may include light having a wavelength of 970 to 980 nm.
  • the pump light can be more efficiently converted into laser light.
  • a fiber laser device capable of increasing the amplification efficiency while improving the beam quality.
  • 6 is a graph showing the relationship between the input current and the conversion efficiency in the fiber laser devices according to the example and the comparative example.
  • 5 is a graph showing the intensity distribution of pumping light for each wavelength in the fiber laser devices according to the example and the comparative example.
  • the fiber laser device 1A includes a plurality of pump light sources 2, a combiner 3, an input side fiber 4, an amplification fiber 5, an output side fiber 6, an outer mode filter 7, and an output end. 8 and.
  • the amplification fiber 5, the input side fiber 4, and the output side fiber 6 form an optical device R.
  • the optical device R is a resonator that generates laser light by the excitation light emitted by the excitation light source 2.
  • the optical device R may include other components (for example, the outer mode filter 7, the output end 8 and the like).
  • the fiber laser device 1A of the present embodiment is a one-side pump type (forward pump type) that does not have a backward pump light source.
  • the pumping light source 2 side is referred to as an input side
  • the output end 8 side is referred to as an output side.
  • a laser diode or the like can be used as the excitation light source 2.
  • the combiner 3 couples the pumping lights emitted from the plurality of pumping light sources 2 into one optical fiber and inputs it to the input side fiber 4.
  • the input side end of the input side fiber 4 is connected to the combiner 3.
  • the output-side end of the input-side fiber 4 is fusion-spliced to the amplification fiber 5 by the fusion-splicing portion F1.
  • the input side fiber 4 and the amplification fiber 5 may be connected via an intermediate fiber (not shown). The ends of the intermediate fibers are fusion-spliced to the input side fiber 4 or the amplification fiber 5, respectively.
  • the fusion splicing portion between the intermediate fiber and the amplification fiber 5 is referred to as a fusion splicing portion F1.
  • the output side end of the amplification fiber 5 is fusion-spliced to the output side fiber 6 by a fusion splicing portion F2.
  • the fusion splicing portions F1 and F2 are held by a stiffener having high rigidity, and bending or the like is less likely to occur.
  • HR-FBG High Reflectivity-Fiber Bragg Grating 4a is formed in the core of the input side fiber 4.
  • the HR-FBG 4a is adjusted so as to reflect light having the wavelength of the signal light of the light emitted by the active element of the amplification fiber 5 in the excited state at a reflectance of almost 100%, and the input side fiber 4
  • the high refractive index portion is repeated at a constant cycle along the longitudinal direction of the.
  • An OC-FBG (Output Coupler-Fiber Bragg Grating) 6a is formed in the core of the output side fiber 6.
  • the OC-FBG 6a has substantially the same structure as the HR-FBG 4a, but is adjusted to reflect the signal light with a lower reflectance than the HR-FBG 4a.
  • the amplification fiber 5 includes a core to which one kind or two or more kinds of active elements are added, a first cladding that covers the core, a second cladding that covers the first cladding, and a protective coating that covers the second cladding.
  • the amplification fiber 5 is a double-clad fiber.
  • the active element added to the core for example, a rare earth element such as erbium (Er), ytterbium (Yb), or neodymium (Nd) is used. These active elements emit light in the excited state.
  • Silica glass or the like can be used as the core and the first cladding.
  • a resin such as a polymer can be used for the second clad.
  • As the protective coating a resin material such as acrylic resin or silicone resin can be used.
  • the amplification fiber 5 is a so-called fuse mode optical fiber, and can propagate a plurality of modes.
  • the signal light reflected by the HR-FBG 4a and the OC-FBG 6a reciprocates in the longitudinal direction of the amplification fiber 5.
  • the signal light is amplified along with this round trip to become laser light.
  • the resonator R the light is amplified and laser light is generated.
  • Part of the laser light passes through the OC-FBG 6a and reaches the output end 8 via the outer mode filter 7.
  • Unwanted higher-order modes included in the laser light are removed by the outer mode filter 7.
  • the unnecessary higher-order mode included in the laser light is, for example, a mode other than the fundamental mode (LP01) and LP11, or a higher-order mode than the fundamental mode.
  • the outer mode filter 7 may remove all unnecessary higher-order modes, but may remove at least a part of the unnecessary higher-order modes.
  • the unnecessary higher-order mode is a higher-order mode than LP01 or a higher-order mode than LP11. In this way, the outer mode filter 7 has a role of finally limiting the modes included in the laser light emitted from the output end 8.
  • the outer mode filter 7 may be configured by bending a part of the output side fiber 6.
  • another type of filter capable of selectively removing higher-order modes may be adopted as the outer mode filter 7, and the outer mode filter 7 may be fusion-spliced to the output side fiber 6.
  • the amplification fiber 5 is a fiber different from the input side fiber 4 in which the HR-FBG 4a is formed or the output side fiber 6 in which the OC-FBG 6a is formed. Therefore, fusion splicing parts F1 and F2 are provided at both ends of the amplification fiber 5.
  • a higher-order mode that is a source of the TMI phenomenon is generated in the fusion splicing portion F1, and in order to suppress the TMI phenomenon, the fusion in the amplification fiber 5 is suppressed. It has been found that it is effective to provide the mode filter 5a in the vicinity of the connecting/connecting portion F1. The details will be described below.
  • TMI phenomenon some qualitative considerations have been made, for example, as shown in Physical origin mode instabilities in high power fiber laser systems;Optics Express, Vol. 20, No. 12, pp.12912-12925. As a result of examination by the inventors of the present application, the TMI phenomenon can be considered in the steps (1) to (6) shown below in the resonator.
  • intermodal interference occurs between the fundamental mode and the higher-order modes, which causes beats.
  • the beat here refers to the undulation of the light intensity in the traveling direction of the light propagating in the amplification fiber 5.
  • the generated beat causes thermal grating due to the quantum defect of the excitation light.
  • the thermal grating mentioned here refers to temperature unevenness in the longitudinal direction of the amplification fiber 5.
  • the thermal grating becomes a long-period grating due to the heat-refractive index dependence of the fiber, and coupling between the modes from the fundamental mode to the higher order mode occurs.
  • each parameter is expressed as follows.
  • ⁇ T Amplitude of thermal grating (temperature difference between high temperature part and low temperature part)
  • ⁇ pump Absorption rate of pumping light in the amplification fiber 5
  • Ppump Power of pumping light input to the amplifying fiber 5 a: Ratio of signal light density to pumping light density
  • ⁇ Beat modulation degree (mountain portion in waviness of light intensity in the amplifying fiber 5 caused by intermode interference) Or the difference between the valley and the valley)
  • the amplification fiber 5 of the present embodiment has the mode filter 5a.
  • the mode filter 5a removes unnecessary higher-order modes (for example, modes other than the fundamental mode (LP01) and LP11 or higher-order modes higher than the fundamental mode) from the core of the amplification fiber 5. Further, the mode filter 5a may remove all unnecessary higher-order modes, but it may remove at least a part of the unnecessary higher-order modes. For example, the unnecessary higher-order mode is a higher-order mode than LP01 or a higher-order mode than LP11.
  • various configurations can be selected for the mode filter 5a, for example, a portion of the amplification fiber 5 that is bent with a predetermined curvature so as to remove higher-order modes may be used as the mode filter 5a.
  • the mode filter 5a is provided inside the optical device R which is a resonator.
  • the length adjusting portion 5b of the amplifying fiber 5 is a portion that simply adjusts the length of the amplifying fiber 5 by being wound with a gentle curvature such that loss due to bending does not occur. It does not play a role in removing a specific mode.
  • the mode filter 5a is preferably arranged in the vicinity of the fusion splicing portion F1 where the higher-order mode is generated.
  • the longitudinal mode oscillation wavelength
  • the higher mode is developed from the fundamental mode (LP01) regardless of the wavelength at the fusion splicing part F1, but when guided for a while, the coherency is lost due to the difference in the propagation speed for each wavelength. End up.
  • the mode filter 5a in the amplification fiber 5 near the fusion splicing portion F1.
  • the mode filter 5a is provided inside the optical device R that is a resonator, and the distance between the fusion splicing portion F1 and the mode filter 5a is set to the wavelength of the signal light propagating in the amplification fiber 5. Is shorter than the coherent length which is the sustained length of the beat caused by the inter-mode interference in the light. That is, at least a part of the mode filter 5a is composed of the fusion splicing portion F1 and a position separated from the fusion splicing portion F1 by the coherent length of the beat generated by the intermode interference of the signal light propagating in the amplification fiber 5. It is good to arrange in the area between.
  • the fusion splicing portion F1 is held by the reinforcing device, it is preferable to provide a bending to the extent that microbend does not occur in the amplification fiber 5 immediately after the end portion on the output side of the reinforcing device. ..
  • the fiber laser device 1A includes the pumping light source 2 that outputs pumping light, and the amplification fiber 5 that includes the core to which the rare earth element that is pumped by the pumping light from the pumping light source 2 is added.
  • the input side fiber 4 fusion-spliced to the input side of the amplification fiber 5 and having the HR-FBG 4a formed therein, and the output side of the amplification fiber 5 fusion-spliced to have a smaller reflectance than the HR-FBG 4a.
  • the output side fiber 6 in which the OC-FBG 6a is formed, the output end 8 for outputting laser light, and the mode of the laser light output from the output end 8 are provided between the output side fiber 6 and the output end 8.
  • An outer mode filter 7 for limiting and a mode filter 5a for removing at least a part of a predetermined higher order mode from the core of the amplifying fiber 5 are provided. Then, the input side fiber 4 or the intermediate fiber arranged between the amplification fiber 5 and the input side fiber 4 is fusion-spliced to the amplification fiber 5 by the fusion splicing portion F1, and the fusion splicing portion F1. At least a part of the mode filter 5a is arranged in a region between the position where the coherent length of the beat generated by the intermode interference of the signal light propagating in the amplification fiber 5 from the fusion splicing portion F1 is separated from the position. There is.
  • the intensity of the laser light emitted from the output end 8 is less likely to decrease as compared to the case where the peak wavelength of the pumping light is shifted from the absorption peak wavelength of the amplifying fiber 5 as in the prior art, and thus the fiber laser is less likely to decrease. It is possible to increase the output of the device 1A.
  • the predetermined higher-order mode removed by the mode filter 5a may be a higher-order mode than LP01 or a higher-order mode than LP11. In this case, it is possible to further increase the output of the fiber laser device.
  • the mode filter 5a may be configured to remove at least the higher-order mode that is the target that the outer mode filter 7 limits.
  • the mode filter 5a and the outer mode filter 7 may have the same higher-order mode to be removed.
  • the unnecessary mode which is the target to be limited by the outer mode filter 7, from the amplification fiber 5 by the mode filter 5a
  • the unnecessary modes are removed by the two filters of the mode filter 5a and the outer mode filter 7, so that the unnecessary modes are removed from the finally emitted laser light more reliably, and the beam quality is further improved.
  • the mode filter 5a may be configured by bending the amplification fiber 5 from the output side end of the reinforcing device that reinforces the fusion splicing part F1. In this case, while suppressing the fusion splicing portion F1, the mode filter 5a can be arranged as close as possible to the fusion splicing portion F1 to enhance the effect of suppressing the TMI phenomenon.
  • Yb is added to the core of the amplification fiber 5, and the light output from the excitation light source 2 may include light having a wavelength of 970 to 980 nm.
  • the absorption peak wavelength (976 nm) of the amplification fiber 5 doped with Yb and the peak wavelength of the pumping light match, the pumping light can be more efficiently converted into laser light.
  • the optical device R may be configured by the mode fiber 5a that removes a predetermined higher-order mode from the core of the amplification fiber 5, the input side fiber 4, the output side fiber 6, and the amplification fiber 5.
  • the fiber laser device 1B of this embodiment is a bidirectional pumping type having a backward pumping light source.
  • the fiber laser device 1B of this embodiment further includes a second combiner 3B and a backward pumping light source 2B.
  • the amplification fiber 5 of the present embodiment has a second mode filter 5c in addition to the first mode filter 5a and the length adjusting section 5b.
  • the backward pumping light source 2B is arranged on the output side of the optical device R.
  • the forward pumping light source 2 emits the forward pumping light toward the amplifying fiber 5
  • the backward pumping light source 2B emits the backward pumping light toward the amplifying fiber 5.
  • a laser diode can be used as in the forward pumping light source 2.
  • the second combiner 3B couples the pumping light emitted from each backward pumping light source 2B into one optical fiber and directs it to the amplification fiber 5.
  • the optical fiber for propagating the combined light of the pumping light of each backward pumping light source 2B and the amplifying optical fiber 5 may be connected via an intermediate fiber (not shown).
  • the fusion splicing portion between the intermediate fiber and the amplification fiber 5 is referred to as a fusion splicing portion F2.
  • the second mode filter 5c is arranged inside the optical device R which is a resonator and at a position close to the fusion splicing portion F2.
  • the second mode filter 5c is equal to the fusion splicing portion F2 and the coherent length of the beat generated by the intermode interference of the signal light propagating from the fusion splicing portion F2 through the amplification fiber 5. It is located in the area between and at a distance. Like the first mode filter 5a, the second mode filter 5c removes unnecessary higher-order modes generated in the fusion splicing part F2. Although detailed description is omitted, the second mode filter 5c may have the same configuration as the first mode filter 5a.
  • a fiber laser device 1A having a configuration as shown in FIG. 1 was prepared.
  • the reflectance of HR-FBG4a was set to 99%, and the reflectance of OC-FBG6a was set to 10%.
  • Yb was used as an additive added to the core of the amplification fiber 5.
  • a part of the amplification fiber 5 immediately after the fusion splicing part F1 was bent with a predetermined curvature to form a mode filter 5a.
  • the mode filter 5a is a fusion splicing portion F1 and a position separated from the fusion splicing portion F1 by a coherent length of a beat generated by intermode interference of signal light propagating in the amplification fiber 5. It is located in the area between.
  • the excitation light source 2 a light source that emits excitation light having an intensity distribution as shown in FIG. 4 was used. As shown in FIG. 4, the wavelength at which the intensity of the excitation light peaks in this example is 976 nm. Further, the excitation light contains light having a wavelength of 970 to 980 nm.
  • a fiber laser device having no mode filter 5a was prepared. Other points are the same as those of the fiber laser device 1A of the above-described embodiment. The results of measuring the relationship between the power of the pumping light input to the amplification fiber 5 and the conversion efficiency from the pumping light to the laser light in the fiber laser devices of the above-described examples and comparative examples will be described below.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the input current value and the conversion efficiency for the fiber laser devices of the example and the comparative example.
  • the horizontal axis of FIG. 3 represents the current value (A) applied to the excitation light source 2.
  • the larger the input current value the larger the power of the pumping light input to the amplification fiber 5.
  • the vertical axis of FIG. 3 represents the conversion efficiency (%) from the excitation light to the laser light.
  • the excitation light having the intensity peak of 976 nm and including the light of the wavelength of 970 to 980 nm is used. Since this wavelength (976 nm) coincides with the absorption peak wavelength in the amplifying fiber 5 containing Yb, thermal grading due to the beat occurs in the comparative example, and the conversion efficiency is lowered due to the TMI phenomenon described above. Conceivable. On the other hand, in the example, it is considered that the formation of the thermal grating due to the beat could be suppressed because the mode filter 5a removed the extra high-order mode. Thus, it was possible to confirm the effect of removing unnecessary higher-order modes by using the mode filter 5a.
  • the beam quality of laser light can be improved by making the distance between the fusion splicing portion F1 and the mode filter 5a shorter than the coherent length calculated by the formula described below.
  • the method of calculating the coherent length will be described below using specific numerical values.
  • Propagation waves E01 and E02 of arbitrary two modes have the following mathematical expression (1), where ⁇ is the difference between the propagation constant ⁇ and the propagation constant ⁇ in the two modes, and ⁇ ave is the average of the propagation constant ⁇ in the two modes. ) And (2).
  • A is a constant, and details of Z will be described later.
  • Equation (3) the first term sin ⁇ aveZ represents a general wave, and the second term cos( ⁇ /2 ⁇ Z) represents beat vibration.
  • ⁇ is the propagation wavelength ⁇ of the optical fiber.
  • a core medium refractive index of 1.45, a core diameter of 50 ⁇ m, a propagation wavelength ⁇ of 1070 nm, and a wavelength width ⁇ of 1 nm, ⁇ Neff in the LP01 mode and the LP02 mode at this time is 0.00028.
  • the coherent length Lc which is the continuous length of the beat, is calculated as 8.18 m from the mathematical expression (8).
  • the distance between the fusion splicing portion F1 and the first mode filter 5a and the distance between the fusion splicing portion F2 and the second mode filter 5c are calculated by the above formulas. It may be shorter than the given coherent length.
  • the fiber laser device 1A of FIG. 1 includes a plurality of pumping light sources 2, the number of pumping light sources 2 may be one. In this case, the combiner 3 may not be provided.
  • at least a part of the mode filters 5a and 5c is a fusion splicing portion F1 and F2, and a coherent length of a beat generated by intermode interference of signal light propagating from the fusion splicing portion F1 and F2 through the amplification fiber 5. It suffices if they are arranged in a region between and a position separated by only.
  • the amplification fiber 5 has mode filters 5a and 5c.
  • the mode filters 5a and 5c are provided between the HR-FBG 4a and the fusion splicer F1. Alternatively, it may be arranged between the OC-FBG 6a and the fusion splicing portion F2.
  • Fiber laser device 2 ... Excitation light source 4... Input side fiber 4a... HR-FBG 5... Amplifying fiber 5a... Mode filter 6... Output side fiber 6a... OC-FBG 7... Outer mode filter 8... Output end R ... Optical device

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Abstract

ファイバレーザ装置は、励起光を出力する励起光源と、前記励起光源からの励起光により励起される希土類元素が添加されたコアを有する増幅用ファイバと、前記増幅用ファイバの入力側に融着接続され、ＨＲ－ＦＢＧが形成された入力側ファイバと、前記増幅用ファイバの出力側に融着接続され、前記ＨＲ－ＦＢＧよりも反射率が小さいＯＣ－ＦＢＧが形成された出力側ファイバと、レーザ光を出力する出力端と、前記増幅用ファイバの前記コアから所定の高次モードの少なくとも一部を除去するモードフィルタと、を備える。前記入力側ファイバ、または、前記増幅用ファイバと前記入力側ファイバとの間に配置された中間ファイバは、融着接続部によって前記増幅用ファイバに融着接続され、前記融着接続部と、前記融着接続部から前記増幅用ファイバを伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に、前記モードフィルタの少なくとも一部が配置されている。

Description

ファイバレーザ装置
　本発明は、ファイバレーザ装置に関する。
　本願は、２０１９年２月２１日に日本に出願された特願２０１９－０２９３６６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１には、励起光を出力する励起光源と、Ｙｂなどの活性元素が添加された増幅用ファイバと、ＨＲ－ＦＢＧと、ＯＣ－ＦＢＧと、を備えたファイバレーザ装置が開示されている。このようなファイバレーザ装置を高出力化させる一つの方法として、複数のモードを有する増幅用ファイバをシングルモード発振させ、非線形光学効果などの制限を取り除くことが考えられる。
日本国特開２０１８－１９０８３４号公報
　複数のモードを有する増幅用ファイバを用いたファイバレーザ装置では、高ビーム品質化を妨げる要因の一つとして、ＴＭＩ（Transverse Mode Instability。なお、Thermal modal Instabilityともいう）現象が挙げられる。ＴＭＩ現象とは、増幅用ファイバに投入する励起光のパワーを増大させていくと、熱の影響で励起光からレーザ光への変換効率が減少し、線形性が失われる現象である。この現象が生じると、基本モードから高次モードへモード間の結合が生じるため、レーザ光のビーム品質が低下する。さらに、高次モードのレーザ光が増幅されることによって基本モードのレーザ光の増幅に寄与するエネルギーが減少するため、基本モードのレーザ光の増幅効率が低下してしまう。
　特許文献１では、ＴＭＩ現象を考慮しておらず、ビーム品質を向上させつつ増幅効率を高めることについて改善の余地があった。
　本発明はこのような事情を考慮してなされ、ビーム品質を向上させつつ増幅効率を高めることができるファイバレーザ装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るファイバレーザ装置は、励起光を出力する励起光源と、前記励起光源からの励起光により励起される希土類元素が添加されたコアを有する増幅用ファイバと、前記増幅用ファイバの入力側に融着接続され、ＨＲ－ＦＢＧが形成された入力側ファイバと、前記増幅用ファイバの出力側に融着接続され、前記ＨＲ－ＦＢＧよりも反射率が小さいＯＣ－ＦＢＧが形成された出力側ファイバと、レーザ光を出力する出力端と、前記増幅用ファイバの前記コアから所定の高次モードの少なくとも一部を除去するモードフィルタと、を備え、前記入力側ファイバ、または、前記増幅用ファイバと前記入力側ファイバとの間に配置された中間ファイバは、融着接続部によって前記増幅用ファイバに融着接続され、前記融着接続部と、前記融着接続部から前記増幅用ファイバを伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に、前記モードフィルタの少なくとも一部が配置されている。
　上記態様のファイバレーザ装置によれば、共振器内における高次モードの発生源である融着接続部の近傍に設けられたモードフィルタを用いて、早い段階で不要な高次モードを除去し、増幅用ファイバ内における高次モードの光量を減少させることで、熱グレーティングの振幅に影響を与えるビート変調度を小さくすることができる。したがって、ＴＭＩ現象の発生を抑制することが可能となる。このようにＴＭＩ現象の発生を抑制することで、基本モードから高次モードへのモード間の結合を抑制して、レーザ光のビーム品質を向上させることができる。また、励起光源が入力したエネルギーのうち、基本モードのレーザ光の増幅に寄与する割合が減少することを抑制できるため、基本モードの増幅効率を高めて高出力化することができる。
　また、この構成は、例えば励起光のピーク波長を増幅用ファイバの吸収ピーク波長からずらす場合と比較して、出力端から出射されるレーザ光の強度が低下しにくいため、ファイバレーザ装置の高出力化を図ることが可能となる。
　ここで、前記所定の高次モードは、ＬＰ０１よりも高次のモード、またはＬＰ１１よりも高次のモードであってもよい。この場合、よりファイバレーザ装置の高出力化を図ることが可能となる。
　また、上記態様のファイバレーザ装置は、前記出力側ファイバと前記出力端との間に設けられ、前記出力端から出力される前記レーザ光のモードを制限する外側モードフィルタを有してもよい。
　また、前記モードフィルタは、前記外側モードフィルタが制限する対象である高次モードを少なくとも除去するように構成されていてもよい。
　この場合、外側モードフィルタが制限する対象である不要なモードが、モードフィルタによって増幅用ファイバ内から除去されるため、当該不要なモードが増幅用ファイバ内で増幅されることを抑制して、励起光からレーザ光への変換効率をより向上させることができる。また、モードフィルタおよび外側モードフィルタの２つのフィルタによって不要なモードを除去することで、最終的に出射されるレーザ光からより確実に不要なモードが除去され、ビーム品質をより向上させることができる。
　また、上記態様に係るファイバレーザ装置は、前記融着接続部を補強する補強器をさらに備え、前記モードフィルタは、前記補強器の出力側の端部から前記増幅用ファイバを曲げることで構成されていてもよい。
　この場合、補強器によって融着接続部を補強することができる。さらに、融着接続部からなるべく近い距離にモードフィルタを配置することで、ＴＭＩ現象の抑制効果を高めることができる。
　また、前記増幅用ファイバの前記コアにはＹｂが添加されており、前記励起光源が出力する光は、９７０～９８０ｎｍの波長の光を含んでいてもよい。
　この場合、Ｙｂが添加された増幅用ファイバの吸収ピーク波長（９７６ｎｍ）と、励起光のピーク波長とを一致させることで、より効率よく励起光をレーザ光に変換することができる。
　本発明の上記態様によれば、ビーム品質を向上させつつ増幅効率を高めることができるファイバレーザ装置を提供する。
第１実施形態に係るファイバレーザ装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るファイバレーザ装置の構成を示すブロック図である。 実施例および比較例に係るファイバレーザ装置において、投入電流と変換効率との関係を示すグラフである。 実施例および比較例に係るファイバレーザ装置において、励起光の波長ごとの強度分布を示すグラフである。
（第１実施形態）
　以下、第１実施形態のファイバレーザ装置について、図面に基づいて説明する。
　図１に示すように、ファイバレーザ装置１Ａは、複数の励起光源２と、コンバイナ３と、入力側ファイバ４と、増幅用ファイバ５と、出力側ファイバ６と、外側モードフィルタ７と、出力端８と、を備えている。増幅用ファイバ５、入力側ファイバ４、および出力側ファイバ６は、光デバイスＲを構成している。光デバイスＲ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である。なお、光デバイスＲに、他の構成要素（例えば外側モードフィルタ７、出力端８など）を含めてもよい。
　本実施形態のファイバレーザ装置１Ａは、後方励起光源を有していない片側励起型（前方励起型）である。
（方向定義）
　本明細書では、増幅用ファイバ５から見たとき、励起光源２側を入力側といい、出力端８側を出力側という。
　励起光源２としては、レーザダイオードなどを用いることができる。コンバイナ３は、複数の励起光源２が出射した励起光を、１本の光ファイバに結合し、入力側ファイバ４に入力する。入力側ファイバ４の入力側の端部は、コンバイナ３に接続されている。入力側ファイバ４の出力側の端部は、融着接続部Ｆ１によって、増幅用ファイバ５に融着接続されている。
　なお、入力側ファイバ４と増幅用ファイバ５とは、不図示の中間ファイバを介して接続されていてもよい。中間ファイバの端部は、それぞれ入力側ファイバ４または増幅用ファイバ５に融着接続されている。この場合、中間ファイバと増幅用ファイバ５との融着接続部を、融着接続部Ｆ１とする。
　増幅用ファイバ５の出力側の端部は、融着接続部Ｆ２によって、出力側ファイバ６に融着接続されている。図示は省略するが、融着接続部Ｆ１、Ｆ２は剛性の高い補強器によって保持されており、曲げなどが生じにくくなっている。補強器によって融着接続部Ｆ１、Ｆ２を補強することで、例えば融着接続部Ｆ１、Ｆ２で破断が生じることを抑止できる。
　入力側ファイバ４のコアには、ＨＲ－ＦＢＧ（High Reflectivity-Fiber Bragg Grating）４ａが形成されている。ＨＲ－ＦＢＧ４ａ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、入力側ファイバ４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。
　出力側ファイバ６のコアには、ＯＣ－ＦＢＧ（Output Coupler-Fiber Bragg Grating）６ａが形成されている。ＯＣ－ＦＢＧ６ａは、ＨＲ－ＦＢＧ４ａとほぼ同様の構造を有しているが、ＨＲ－ＦＢＧ４ａよりも低い反射率で、信号光を反射するように調整されている。
　増幅用ファイバ５は、１種類または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、を有している。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）、あるいはネオジム（Ｎｄ）など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。コアおよび第１クラッドとしてはシリカガラスなどを用いることができる。第２クラッドとしては、ポリマーなど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などの樹脂材料を用いることができる。
　増幅用ファイバ５は、いわゆるフューモード光ファイバであり、複数のモードを伝搬可能となっている。
　増幅用ファイバ５内では、ＨＲ－ＦＢＧ４ａおよびＯＣ－ＦＢＧ６ａ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－ＦＢＧ６ａを透過し、外側モードフィルタ７を介して出力端８に到達する。レーザ光に含まれる不要な高次モードは、外側モードフィルタ７によって除去される。ここで、レーザ光に含まれる不要な高次モードとは、例えば、基本モード（ＬＰ０１）およびＬＰ１１以外のモード、または基本モードより高次モードである。また、外側モードフィルタ７は、不要な高次モードをすべて除去してもよいが、不要な高次モードの少なくとも一部を除去すればよい。例えば、不要な高次モードとは、ＬＰ０１よりも高次のモード、またはＬＰ１１よりも高次のモードである。
　このように、外側モードフィルタ７は、出力端８から出射されるレーザ光に含まれるモードを最終的に制限する役割を有する。
　外側モードフィルタ７は、出力側ファイバ６の一部が曲げられることで構成されていてもよい。あるいは、高次モードを選択的に除去可能な他の種類のフィルタを外側モードフィルタ７として採用し、当該外側モードフィルタ７を出力側ファイバ６に融着接続してもよい。
　先述の通り、増幅用ファイバ５は、ＨＲ－ＦＢＧ４ａが形成された入力側ファイバ４またはＯＣ－ＦＢＧ６ａが形成された出力側ファイバ６とは異なるファイバである。このため、増幅用ファイバ５の両端部には、融着接続部Ｆ１、Ｆ２が設けられている。
　ここで、本願発明者らが鋭意検討した結果、融着接続部Ｆ１でＴＭＩ現象の発生源となる高次モードが生じており、このＴＭＩ現象を抑制するために、増幅用ファイバ５内における融着接続部Ｆ１の近傍にモードフィルタ５ａを設けることが効果的であることが判った。以下、より詳しく説明する。
　ＴＭＩ現象については、例えばPhysical origin of mode instabilities in highpower fiber laser systems;Optics Express, Vol. 20, No. 12, pp.12912-12925に示されるように、定性的な考察がいくつかなされている。本願発明者らが検討したところ、ＴＭＩ現象については、共振器内での現象を以下に示すステップ（１）～（６）で考えることができる。
（１）増幅用ファイバ５内で基本モードと高次モードとの間でモード間干渉が生じることにより、ビートが生じる。なお、ここでいうビートとは、増幅用ファイバ５内を伝搬する光の進行方向における光強度のうねりを指す。
（２）生じたビートにより、励起光の量子欠損に起因した、熱グレーティングが生じる。
　なお、ここでいう熱グレーティングとは、増幅用ファイバ５の長手方向における温度ムラを指す。
（３）熱グレーティングがファイバの熱-屈折率依存性により、長周期グレーティングとなり、基本モードから高次モードへのモード間の結合が生じる。
（４）モード間結合により、基本モードが減少して高次モードが増大し、熱グレーティングの振幅（高温部分と低温部分との温度差）も大きくなる。
（５）熱グレーティングの振幅が大きくなることでさらにモード間結合が進み、基本モードが減少して高次モードが増大する。
（６）上記（４）、（５）が繰り返される。
　以上のステップにより、時間の経過に伴って基本モードから高次モードへのモード間結合が累積的に進行するとともに、ファイバレーザ装置１Ａ内での曲げによる損失やファイバ同士の接続による損失が大きい高次モードの割合が増加するため、出力端８までの総合的な損失量が増加する。
　上記ＴＭＩ現象における熱グレーティングの生成には、影響を与えるパラメータがいくつか考えられる。ここで本明細書では、以下のように各パラメータを表す。
ΔＴ：熱グレーティングの振幅（高温部と低温部との温度差）
αpump：増幅用ファイバ５における励起光の吸収率
Ppump：増幅用ファイバ５に入力される励起光のパワー
ａ：信号光密度と励起光密度の比
ω：ビート変調度（モード間干渉によって生じる増幅用ファイバ５内の光強度のうねりにおける、山部と谷部との差または比）
　信号光損失が、励起光吸収に起因した量子欠損で発生する熱よりも十分小さいとし、励起光光量よりも信号光光量が十分に大きい状態を考えると、各パラメータには以下の関係が成り立つと考えられる。
ΔＴ∝（αpump×Ppump）÷ａ×ω
　すなわち、ビート変調度ωを小さくすることで、ΔＴを小さくすることが可能であると考えらえる。
　上記したステップ（１）～（６）を考慮すると、ビート変調度ωを小さくするためには、増幅用ファイバ５内における高次モード光を早い段階で除去することが有効である。
　そこで、本実施形態の増幅用ファイバ５は、モードフィルタ５ａを有している。モードフィルタ５ａは、増幅用ファイバ５のコアから、不要な高次モード（例えば基本モード（ＬＰ０１）およびＬＰ１１以外のモード、または基本モードより高次モード）を除去する。また、モードフィルタ５ａは、不要な高次モードをすべて除去してもよいが、不要な高次モードの少なくとも一部を除去するすればよい。例えば、不要な高次モードとは、ＬＰ０１よりも高次のモード、またはＬＰ１１よりも高次のモードである。モードフィルタ５ａの構成としては種々選択可能であるが、例えば増幅用ファイバ５のうち、高次モードを除去するように所定の曲率で曲げられた部分をモードフィルタ５ａとしてもよい。
　外側モードフィルタ７と異なり、モードフィルタ５ａは共振器である光デバイスＲの内部に設けられている。なお、増幅用ファイバ５の長さ調整部５ｂは、曲げによる損失が発生しない程度の緩やかな曲率で巻かれるなどによって、単に増幅用ファイバ５の長さを調整する部分であり、モードフィルタ５ａのように特定のモードを除去する役割を有していない。
　モードフィルタ５ａは、高次モードの発生個所である融着接続部Ｆ１の近傍に配置されることが好ましい。その理由を以下に説明する。本実施形態のようなファイバレーザ装置１Ａは、一般的に、非線形光学効果を抑えるため、縦モード（発振波長）もマルチモードになっている。その為、融着接続部Ｆ１で波長に関わらず基本モード（ＬＰ０１）から高次モードが展開されるが、しばらく導波すると、波長毎に伝搬速度が違うことに起因し、コヒーレンシーが失われてしまう。逆に言うと、融着接続部Ｆ１からコヒーレント長以上に離れた箇所では、各基本モードと高次モードが、可干渉性を失っているため、熱グレーティングが小さくなり、結果として高次モードへの結合が小さくなる。コヒーレント長以上に離れた箇所で高次モードを除去させたとしても、これまでの領域で高次モードへの結合が起きている為、効率低下の抑制という観点では効果を発現しにくい。その為、融着接続部Ｆ１近傍の増幅用ファイバ５内でモードフィルタ５ａを配置することが好適である。
　このことを踏まえると、モードフィルタ５ａは共振器である光デバイスＲの内部に設けられ、融着接続部Ｆ１とモードフィルタ５ａとの間の間隔は、増幅用ファイバ５を伝播する信号光の波長の光においてモード間干渉により生じるビートの持続長であるコヒーレント長よりも短いとよい。すなわち、モードフィルタ５ａの少なくとも一部は、融着接続部Ｆ１と、融着接続部Ｆ１から増幅用ファイバ５を伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に配置されているとよい。また、融着接続部Ｆ１を補強器で保持している場合には、当該補強器における出力側の端部の直後から、増幅用ファイバ５にマイクロベンドが生じない程度の曲げを設けることが好ましい。
　以上説明したように、本実施形態のファイバレーザ装置１Ａは、励起光を出力する励起光源２と、励起光源２からの励起光により励起される希土類元素が添加されたコアを有する増幅用ファイバ５と、増幅用ファイバ５の入力側に融着接続され、ＨＲ－ＦＢＧ４ａが形成された入力側ファイバ４と、増幅用ファイバ５の出力側に融着接続され、ＨＲ－ＦＢＧ４ａよりも反射率が小さいＯＣ－ＦＢＧ６ａが形成された出力側ファイバ６と、レーザ光を出力する出力端８と、出力側ファイバ６と出力端８との間に設けられ、出力端８から出力されるレーザ光のモードを制限する外側モードフィルタ７と、増幅用ファイバ５のコアから所定の高次モードの少なくとも一部を除去するモードフィルタ５ａと、を備えている。そして、入力側ファイバ４、または、増幅用ファイバ５と入力側ファイバ４との間に配置された中間ファイバは、融着接続部Ｆ１によって増幅用ファイバ５に融着接続され、融着接続部Ｆ１と、融着接続部Ｆ１から増幅用ファイバ５を伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に、モードフィルタ５ａの少なくとも一部が配置されている。
　この構成によれば、共振器内における高次モードの発生源である融着接続部Ｆ１の近傍に設けられたモードフィルタ５ａを用いて、早い段階で不要な高次モードを除去し、増幅用ファイバ５内における高次モードの光量を減少させることで、熱グレーティングの振幅ΔＴに影響を与えるビート変調度ωを小さくすることができる。したがって、ＴＭＩ現象の発生を抑制することが可能となる。このようにＴＭＩ現象を抑制することで、基本モードから高次モードへのモード間の結合を抑制して、レーザ光のビーム品質を向上させることができる。また、励起光源２が入力したエネルギーのうち、基本モードのレーザ光の増幅に寄与する割合が減少することを抑制できるため、基本モードの増幅効率を高めてファイバレーザ装置１Ａを高出力化することができる。この構成は、従来技術のように励起光のピーク波長を増幅用ファイバ５の吸収ピーク波長とずらす場合と比較して、出力端８から出射されるレーザ光の強度が低下しにくいため、ファイバレーザ装置１Ａの高出力化を図ることが可能となる。
　また、モードフィルタ５ａが除去する所定の高次モードは、ＬＰ０１よりも高次のモード、またはＬＰ１１よりも高次のモードであってもよい。この場合、よりファイバレーザ装置の高出力化を図ることが可能となる。
　また、モードフィルタ５ａは、外側モードフィルタ７が制限する対象である高次モードを少なくとも除去するように構成されていてもよい。あるいは、モードフィルタ５ａと外側モードフィルタ７とで、除去する対象となる高次モードが同一であってもよい。このように、外側モードフィルタ７が制限する対象である不要なモードを、モードフィルタ５ａによって増幅用ファイバ５内から除去することで、当該不要なモードが増幅用ファイバ５内で増幅されることを抑制して、励起光からレーザ光への変換効率をより向上させることができる。また、モードフィルタ５ａおよび外側モードフィルタ７の２つのフィルタによって不要なモードを除去することで、最終的に出射されるレーザ光からより確実に不要なモードが除去され、ビーム品質をより向上させることができる。
　また、モードフィルタ５ａは、融着接続部Ｆ１を補強する補強器の出力側の端部から、増幅用ファイバ５を曲げることで構成されていてもよい。この場合、融着接続部Ｆ１を補強しつつ、融着接続部Ｆ１からなるべく近い距離にモードフィルタ５ａを配置して、ＴＭＩ現象の抑制効果を高めることができる。
　また、増幅用ファイバ５のコアにはＹｂが添加されており、励起光源２が出力する光のは９７０～９８０ｎｍの波長の光を含んでいてもよい。このように、Ｙｂが添加された増幅用ファイバ５の吸収ピーク波長（９７６ｎｍ）と、励起光のピーク波長とを一致させることで、より効率よく励起光をレーザ光に変換することができる。
　また、増幅用ファイバ５、入力側ファイバ４、出力側ファイバ６、および増幅用ファイバ５のコアから所定の高次モードを除去するモードフィルタ５ａにより、光デバイスＲを構成してもよい。このような光デバイスＲを用いることで、上記のような作用効果を有するファイバレーザ装置を構成することができる。
（第２実施形態）
　次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第１実施形態と基本的な構成は同様である。このため、同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　本実施形態のファイバレーザ装置１Ｂは、後方励起光源を有する双方向励起型である。
　図２に示すように、本実施形態のファイバレーザ装置１Ｂは、第２コンバイナ３Ｂと、後方励起光源２Ｂと、をさらに備えている。また、本実施形態の増幅用ファイバ５は、第１モードフィルタ５ａ、長さ調整部５ｂに加えて、第２モードフィルタ５ｃを有している。
　後方励起光源２Ｂは、光デバイスＲよりも出力側に配置されている。本実施形態では、前方励起光源２は前方励起光を増幅用ファイバ５に向けて出射し、後方励起光源２Ｂは後方励起光を増幅用ファイバ５に向けて出射する。後方励起光源２Ｂとしては、前方励起光源２と同様に、例えばレーザダイオードを用いることができる。
　第２コンバイナ３Ｂは、各後方励起光源２Ｂ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。なお、各後方励起光源２Ｂの励起光が結合した光を伝播する光ファイバと、増幅用光ファイバ５とは、不図示の中間ファイバを介して接続されていてもよい。この場合、中間ファイバと増幅用ファイバ５との融着接続部を、融着接続部Ｆ２とする。
　本実施形態では、第２モードフィルタ５ｃが、共振器である光デバイスＲの内側であって、融着接続部Ｆ２に近い位置に配置されている。より具体的には、第２モードフィルタ５ｃの少なくとも一部は、融着接続部Ｆ２と、融着接続部Ｆ２から増幅用ファイバ５を伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に、配置されている。第１モードフィルタ５ａと同様、第２モードフィルタ５ｃは、融着接続部Ｆ２で発生する不要な高次モードを除去する。詳細な説明は省略するが、第２モードフィルタ５ｃは、第１モードフィルタ５ａと同様の構成を採用することができる。
　本実施形態のように、双方向励起型のファイバレーザ装置においても、共振器内に設けられたモードフィルタ５ａ、５ｃを用いて不要な高次モードを除去し、増幅用ファイバ５内における高次モードの光量を減少させることで、熱グレーティングの振幅ΔＴに影響を与えるビート変調度ωを小さくすることができる。したがって、ＴＭＩ現象の発生を抑制することが可能となる。
　以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
　実施例として、図１に示すような構成のファイバレーザ装置１Ａを用意した。ＨＲ－ＦＢＧ４ａの反射率を９９％とし、ＯＣ－ＦＢＧ６ａの反射率を１０％とした。外側モードフィルタ７として、ＬＰ０１およびＬＰ１１以外のモードを除去し、出力端８から出力されるモードをＬＰ０１およびＬＰ１１に制限するモードフィルタを採用した。増幅用ファイバ５のコアに添加する添加剤として、Ｙｂを用いた。増幅用ファイバ５のうち、融着接続部Ｆ１の直後の部分を所定の曲率で曲げて、モードフィルタ５ａを構成した。ここで、モードフィルタ５ａの少なくとも一部は、融着接続部Ｆ１と、融着接続部Ｆ１から増幅用ファイバ５を伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に、配置されている。
　励起光源２として、図４に示すような強度分布を有する励起光を出射する光源を用いた。図４に示すように、本実施例における励起光の強度がピークとなる波長は９７６ｎｍである。また、励起光は、９７０～９８０ｎｍの波長の光を含んでいる。
　比較例として、モードフィルタ５ａを有さないファイバレーザ装置を用意した。その他の点は、上記した実施例のファイバレーザ装置１Ａと同様である。
　上記した実施例および比較例のファイバレーザ装置について、増幅用ファイバ５に入力する励起光のパワーと、励起光からレーザ光への変換効率と、の関係を測定した結果を以下に説明する。
　図３は、実施例および比較例のファイバレーザ装置についての、投入電流値と変換効率との関係を示すグラフである。図３の横軸は、励起光源２に投入した電流値（Ａ）である。この投入電流値が大きいほど、増幅用ファイバ５に入力される励起光のパワーが大きくなる。図３の縦軸は、励起光からレーザ光への変換効率（％）である。
　図３に示すように、比較例のファイバレーザ装置については、投入電流値が３０Ａを超えた所で、投入電流値と変換効率との線形性が崩れ、変換効率の急峻な低下が確認された。
　これに対して、実施例のファイバレーザ装置１Ａについては、投入電流値が３０Ａを超えても投入電流値と変換効率との線形性がほぼ維持され、変換効率の低下を抑制することができた。
　本実施例および比較例では、強度のピークが９７６ｎｍで、９７０～９８０ｎｍの波長の光を含む励起光を用いている。この波長（９７６ｎｍ）は、Ｙｂが添加されている増幅用ファイバ５における吸収ピーク波長と一致しているため、比較例ではビートによる熱グレーディングが生じ、先述のＴＭＩ現象によって変換効率の低下が起きたと考えられる。一方、実施例ではモードフィルタ５ａによって余分な高次モードが除去されたことで、ビートによる熱グレーティングの形成を抑制することができたと考えられる。
　このように、モードフィルタ５ａを用いて不要な高次モードを除去することによる効果を確認することができた。
（コヒーレント長の算出方法）
　ファイバレーザ装置１Ａにおいて、以下に説明する数式により算出されたコヒーレント長よりも、融着接続部Ｆ１とモードフィルタ５ａとの間隔を短くすることで、レーザ光のビーム品質を向上させることができる。以下、具体的な数値を用いて、コヒーレント長の算出方法を説明する。
　任意の２つのモードの伝搬波Ｅ０１、Ｅ０２は、伝搬定数β、２つのモードにおける伝搬定数βの差をΔβ、２つのモードにおける伝搬定数βの平均をβaveとしたときに、下記の数式（１）および（２）で表すことができる。（Aは定数であり、Zについての詳細は後述する。）
E01 = Asin(βave +Δβ/2)Z
　　= AsinβaveZ×cos(Δβ/2×Z) - AcosβaveZ×sin(Δβ/2×Z)　　　（１）
E02 = Asin(βave -Δβ/2)Z
　　= AsinβaveZ×cos(Δβ/2×Z) + AcosβaveZ×sin(Δβ/2×Z)　　　（２）
　数式（１）および数式（２）から、伝搬波Ｅ０１、Ｅ０２には、以下の関係が成り立つ。
E01+E02 ∝ sinβaveZ×cos(Δβ/2×Z)　　　（３）
　数式（３）において、第１項のsinβaveZは一般波を表し、第２項のcos(Δβ/2×Z)は、ビートの振動を表している。
　ここで、数式（３）の第２項のビートの振動に着目し、Δβ/2×Z = 2πを満たすZをビート長λbと定義する。λは、光ファイバの伝搬波長λである。ここでビート長λbは、
λb = 4π/Δβ　　　（４）
と表される。
　伝搬波長λおよび実行屈折率Ｎｅｆｆには、
β=2π/λ×Neff　　　（５）
との関係があるため、２つのモード間における実行屈折率Ｎｅｆｆの差をΔＮｅｆｆとすると、数式（４）および（５）より、
λb = 2λ/ΔNeff　　　（６）
と、考えることができる。
　また、ビートの持続長であるコヒーレント長Ｌｃは、ビート長の幅Δλbを用いて、
Ｌｃ = (λb)2/Δλb　　　（７）
と、考えることができる。数式（７）は、数式（６）より、
Ｌｃ= (λb)2/Δλb = 2/ΔNeff × (λ)2/Δλ　　　（８）
と表される。
　例えば、増幅用ファイバ５における比屈折率差が０．３％、コア媒体屈折率が１．４５、コア径が５０μｍ、伝搬波長λが１０７０ｎｍ、波長幅Δλが１ｎｍのファイバレーザ装置１Ａにおいて、この時のＬＰ０１モードとＬＰ０２モードとにおけるΔNeffは０．０００２８となる。ここで、数式（８）から、ビートの持続長であるコヒーレント長Ｌｃは、８．１８ｍと算出される。
　また、ファイバレーザ装置１Ｂにおいて、融着接続部Ｆ１と第１モードフィルタ５ａとの間の間隔、および、融着接続部Ｆ２と第２モードフィルタ５ｃとの間の間隔が、上記の数式により算出されたコヒーレント長よりも短くてもよい。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、図１のファイバレーザ装置１Ａは複数の励起光源２を備えているが、励起光源２の数は１つであってもよい。この場合、コンバイナ３は設けられていなくてもよい。
　また、モードフィルタ５ａ、５ｃにおいて少なくとも一部が、それぞれ融着接続部Ｆ１、Ｆ２と、融着接続部Ｆ１、Ｆ２から増幅用ファイバ５を伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に配置されていればよい。
　また、ファイバレーザ装置１Ａ、１Ｂでは、増幅用ファイバ５が、モードフィルタ５ａ、５ｃを有しているが、例えば、モードフィルタ５ａ、５ｃは、それぞれＨＲ－ＦＢＧ４ａと融着接続部Ｆ１との間、または、ＯＣ－ＦＢＧ６ａと融着接続部Ｆ２との間に配置されていてもよい。
　また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
　１Ａ、１Ｂ…ファイバレーザ装置　２…励起光源　４…入力側ファイバ　４ａ…ＨＲ－ＦＢＧ　５…増幅用ファイバ　５ａ…モードフィルタ　６…出力側ファイバ　６ａ…ＯＣ－ＦＢＧ　７…外側モードフィルタ　８…出力端　Ｒ…光デバイス

Claims (6)

  1. 　励起光を出力する励起光源と、前記励起光源からの励起光により励起される希土類元素が添加されたコアを有する増幅用ファイバと、
    　前記増幅用ファイバの入力側に融着接続され、ＨＲ－ＦＢＧが形成された入力側ファイバと、
    　前記増幅用ファイバの出力側に融着接続され、前記ＨＲ－ＦＢＧよりも反射率が小さいＯＣ－ＦＢＧが形成された出力側ファイバと、
    　レーザ光を出力する出力端と、
    　前記増幅用ファイバの前記コアから所定の高次モードの少なくとも一部を除去するモードフィルタと、を備え、
    　前記入力側ファイバ、または、前記増幅用ファイバと前記入力側ファイバとの間に配置された中間ファイバは、融着接続部によって前記増幅用ファイバに融着接続され、
    　前記融着接続部と、前記融着接続部から前記増幅用ファイバを伝播する信号光のモード間干渉によって生じるビートのコヒーレント長だけ離れた位置と、の間の領域に、前記モードフィルタの少なくとも一部が配置されている、ファイバレーザ装置。
  2. 　前記所定の高次モードは、ＬＰ０１よりも高次のモード、またはＬＰ１１よりも高次のモードである、請求項１に記載のファイバレーザ装置。
  3. 　前記出力側ファイバと前記出力端との間に設けられ、前記出力端から出力される前記レーザ光のモードを制限する外側モードフィルタを有する、請求項１または２に記載のファイバレーザ装置。
  4. 　前記モードフィルタは、前記外側モードフィルタが制限する対象である高次モードを少なくとも除去するように構成されている、請求項３に記載のファイバレーザ装置。
  5. 　前記融着接続部を補強する補強器をさらに備え、
    　前記モードフィルタは、前記補強器の出力側の端部から前記増幅用ファイバを曲げることで構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
  6. 　前記増幅用ファイバの前記コアにはＹｂが添加されており、
    　前記励起光源が出力する光は、９７０～９８０ｎｍの波長の光を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のファイバレーザ装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116157968A (zh) * 2020-09-24 2023-05-23 株式会社藤仓 光纤激光装置
EP4300728A4 (en) * 2021-02-24 2025-02-19 Fujikura Ltd. FIBER LASER

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999032909A1 (en) * 1997-12-22 1999-07-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transmission line
JP2008205161A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Fujikura Ltd ファイバレーザ
WO2009051309A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Dasan Rnd Co., Ltd. Treadmill with automatic speed control, control module of the same and control method of the same
JP2010003896A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Hitachi Cable Ltd ファイバレーザ用光ファイバ及びファイバレーザ
JP2010197730A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバ、光ファイバの設計方法及び光波長多重通信システム
US20110058250A1 (en) * 2008-08-21 2011-03-10 Nlight Photonics Corporation High power fiber amplifier with stable output
JP2012238181A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Oki Electric Ind Co Ltd シャッタ機構
JP2013242309A (ja) * 2012-05-07 2013-12-05 Fluke Corp 制御された励振状態を備えた光学光源
WO2014141766A1 (ja) * 2013-03-14 2014-09-18 株式会社フジクラ フォトニックバンドギャップファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置
JP2014225584A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 株式会社フジクラ ファイバレーザ装置
WO2018003604A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 株式会社フジクラ 光デバイス及びレーザ装置
JP2018041192A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 株式会社トプコン 画像処理装置、画像処理方法、画像処理用プログラム
WO2018207615A1 (ja) * 2017-05-08 2018-11-15 株式会社フジクラ マルチモードファイバ、光増幅器、及びファイバレーザ
JP2019029366A (ja) 2017-07-25 2019-02-21 株式会社小糸製作所 光源モジュール及び車両用灯具

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9503781D0 (en) * 1994-05-19 1995-04-12 Univ Southampton External cavity laser
US5805621A (en) * 1996-11-12 1998-09-08 Lucent Technologies, Inc. Fiber multimode laser with reduced noise
AU2003267258A1 (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Orbits Lightwave, Inc. Traveling-wave lasers with a linear cavity
US7724422B2 (en) * 2004-01-30 2010-05-25 Nufern Method and apparatus for providing light having a selected polarization with an optical fiber
EP1733460A4 (en) * 2004-01-30 2009-04-15 Nufern METHOD AND APPARATUS FOR OBTAINING LIGHT HAVING POLARIZATION SELECTED WITH OPTICAL FIBER
JP5156385B2 (ja) * 2005-12-05 2013-03-06 パナソニック株式会社 レーザ光源装置及び画像表示装置
US9190800B2 (en) * 2007-02-13 2015-11-17 Fei Luo Q-switched all-fiber laser
CN101842946B (zh) 2007-10-31 2012-03-21 松下电器产业株式会社 光纤激光光源
JP2012238781A (ja) 2011-05-13 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corp Ｙｂ添加ガラスファイバを用いるファイバレーザ発振器およびファイバレーザ増幅器
JP2014033098A (ja) * 2012-08-03 2014-02-20 Fujikura Ltd ファイバレーザ装置
CN103746278A (zh) 2013-12-13 2014-04-23 杭州法博激光科技有限公司 百瓦级掺铥单模连续全光纤激光器
US9397464B2 (en) * 2014-12-19 2016-07-19 Lumentum Operations Llc Fiber laser assembly and method of generating light
JP2018041792A (ja) 2016-09-06 2018-03-15 株式会社フジクラ ファイバレーザ
CN111630448A (zh) * 2018-01-23 2020-09-04 株式会社藤仓 滤波元件、激光装置、光纤激光装置、滤波方法、以及激光装置的制造方法
CN109038187A (zh) * 2018-07-18 2018-12-18 西安电子科技大学 一种波长可调谐氧化石墨烯锁模全光纤掺铥激光器

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999032909A1 (en) * 1997-12-22 1999-07-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transmission line
JP2008205161A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Fujikura Ltd ファイバレーザ
WO2009051309A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-23 Dasan Rnd Co., Ltd. Treadmill with automatic speed control, control module of the same and control method of the same
JP2010003896A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Hitachi Cable Ltd ファイバレーザ用光ファイバ及びファイバレーザ
US20110058250A1 (en) * 2008-08-21 2011-03-10 Nlight Photonics Corporation High power fiber amplifier with stable output
JP2010197730A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバ、光ファイバの設計方法及び光波長多重通信システム
JP2012238181A (ja) * 2011-05-12 2012-12-06 Oki Electric Ind Co Ltd シャッタ機構
JP2013242309A (ja) * 2012-05-07 2013-12-05 Fluke Corp 制御された励振状態を備えた光学光源
WO2014141766A1 (ja) * 2013-03-14 2014-09-18 株式会社フジクラ フォトニックバンドギャップファイバ、及び、それを用いたファイバレーザ装置
JP2014225584A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 株式会社フジクラ ファイバレーザ装置
WO2018003604A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 株式会社フジクラ 光デバイス及びレーザ装置
JP2018041192A (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 株式会社トプコン 画像処理装置、画像処理方法、画像処理用プログラム
WO2018207615A1 (ja) * 2017-05-08 2018-11-15 株式会社フジクラ マルチモードファイバ、光増幅器、及びファイバレーザ
JP2018190834A (ja) 2017-05-08 2018-11-29 株式会社フジクラ マルチモードファイバ、光増幅器、及びファイバレーザ
JP2019029366A (ja) 2017-07-25 2019-02-21 株式会社小糸製作所 光源モジュール及び車両用灯具

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Physical origin of mode instabilities in high-power fiber laser systems", OPTICS EXPRESS, vol. 20, no. 12, pages 12912 - 12925
See also references of EP3883071A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116157968A (zh) * 2020-09-24 2023-05-23 株式会社藤仓 光纤激光装置
US20240014623A1 (en) * 2020-09-24 2024-01-11 Fujikura Ltd. Fiber laser device
EP4220872A4 (en) * 2020-09-24 2024-10-30 Fujikura Ltd. FIBER LASER DEVICE
EP4300728A4 (en) * 2021-02-24 2025-02-19 Fujikura Ltd. FIBER LASER

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