[发明专利]光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器，更详细而言，涉及一种只在信号波长区域使用被调整成光子带隙区域的光子带隙光纤，抑制了寄生振荡的光纤激光器。

本发明申请主张以2008年2月19日向日本国提出的特愿2008-038005号为基础的优先权，并引用了其内容。

背景技术

近年来，光纤激光器的输出向高输出化发展，目前开发出了具有超过kW的输出的光纤激光器。具有这样的高输出的光纤激光器，被利用在加工机、医疗机器、以及测定器等各种领域。光纤激光器与其他激光器相比，可获得聚光性良好、功率密度高的非常小的光束点。因此，可进行精密加工。而且，如果使用了该光纤激光器的加工是非接触加工，并且能够吸收激光，则由于还能够对硬物质进行加工等，所以，尤其在材料加工领域中，光纤激光器的用途正在迅速扩大。

图14表示被称为MOPA方式的具有代表性的高输出光纤激光器的概略图。

在MOPA方式下，成为在主振荡器(以下有时称为MO)100的后级连接了功率放大器(以下有时称为PA)200的结构。通过这样的结构，从MO100输出的微弱的脉冲光被PA200放大，从PA200射出高输出的激光。在由1级的PA200不能获得足够的输出的情况下，为了获得所希望的输出，可连接多级PA200。

在MO100中，具有通过将半导体激光器等进行CW谐振的激光光源的输出利用声光元件等调制器进行强度调制，生成脉冲光的方式；和使用例如专利文献1所记载的光纤环激光器(fiber ring laser)的方式。

图15表示该光纤环激光器的代表性的构成图。

光纤环激光器100由激励光源101、将激励光和激光合波的WDM耦合器102、作为增益介质的稀土类添加光纤103、隔离器(isolator)104、光开关元件107、和输出耦合器105构成。从激励光源101射出的激励光通过WDM耦合器102入射到稀土类添加光纤103。射入到稀土类添加光纤103的激励光被添加在稀土类添加光纤的芯(core)中的稀土类离子吸收，使稀土类离子被激励。成为激励状态的稀土类离子放射出特定波长的自然放射光。该自然放射光一边被放大，一边在稀土类添加光纤103内传播，作为ASE(Amplified Spontaneous Emission)被输出。WDM耦合器102、稀土类添加光纤103、隔离器104、输出耦合器105、和光开关元件107连接成环状。因此，ASE通过这些部件回转，再次被稀土类添加光纤103放大。在ASE被充分放大后，发生激光振荡，其一部分通过输出耦合器105作为激光被输出。此时，如果使光开关元件107按照周期性地重复低损耗的状态和高损耗的状态的方式动作，则发生脉冲谐振，可获得脉冲状的激光输出。

作为PA200，使用了图16所示的构成的放大器。图16是表示MOPA方式的光纤激光器的结构的图。从MO100输出的激光通过级间隔离器316射入到PA200中，被PA200放大后输出。

PA200大体上由多个激励光源201、光耦合器203、稀土类添加光纤(稀土类添加双包层光纤)205、和隔离器206构成。激励光源201、稀土类添加光纤205、和隔离器206可使用与在MO100中使用的部件相同的部件。光耦合器203可使用例如专利文献2所记载那样的光耦合器。该光耦合器203具有：由多模光纤构成的多个激励端口202、和由一个单模光纤构成的信号端口204，并具有通过将它们熔融延伸构成一体化而形成的1个出射端口207。从MO100射出的激光从信号端口204入射，通过光耦合器203向稀土类添加双包层光纤205的芯射出。另一方面，光耦合器203与多个分别连接了激励光源201的激励端口202连接。从该各激励光源201射出的激励光通过光耦合器203射入到稀土类添加双包层光纤205的第1包层。射入到该第1包层的激励光由被添加在芯中的稀土类离子吸收，形成反转分布，产生感应放射。基于该感应放射，在芯内传播的激光被放大，通过隔离器206被输出。

在如图16那样的MOPA方式的光纤激光器的情况下，以来自MO100的信号光未射入的状态，PA200的稀土类添加双包层光纤205被从激励光源201射出的激励光激励，在达到某一反转分布率时，发生寄生振荡，产生尖塔值非常高的脉冲。发生寄生振荡的反转分布率由稀土类添加双包层光纤205的入射侧和出射侧的反射率决定。根据该反转分布率，从稀土类添加双包层光纤205向光耦合器203射出基于寄生振荡而产生的尖塔值非常高的脉冲。此时，因为该尖塔值非常高的脉冲，所以存在着会使稀土类添加双包层光纤205的芯受到损伤，或该脉冲到达激励光源201或MO100，对它们造成损伤的问题。