[发明专利]光纤和光纤激光器

说明书

光纤具备纤芯(11)、和折射率低于纤芯(11)的覆盖纤芯(11)的除了被覆除去区间(I0)之外的侧面的预被覆(12)，纤芯(11)的侧面在被覆除去区间(I0)的至少一部分，被折射率低于纤芯(11)且高于预被覆(12)的中等折射率树脂体(14)。

技术领域

本发明涉及光纤。另外，涉及包含上述的光纤的光纤激光器。

背景技术

在对金属材料等进行加工(切断、焊接、切削等)的材料加工的领域，作为代替使用刀片、钻头等机械加工的加工方法，正在普及使用激光的激光加工。激光加工在加工精度和加工速度这两方面优于机械加工。另外，作为激光加工使用的激光装置，光纤激光器备受瞩目。光纤激光器能够获得能量效率高，光束品质高的(束径较小，且光束发散角较小的)激光。

光纤激光器是以泵浦增益光纤为放大介质的激光装置，存在共振器型的光纤激光器、MOPA(Master Oscillator Power Amplifire)型的光纤激光器等。作为泵浦增益光纤，使用在纤芯添加了Yb等稀土族元素的双包层光纤。向泵浦增益光纤的包层输入泵浦光，由此能够使激光振荡或者放大。

在共振器型的光纤激光器、或者MOPA型的光纤激光器的功率放大器(后置放大器)中，作为用于生成泵浦光的结构，使用多个激光二极管。另外，在共振器型的光纤激光器、或者MOPA型的光纤激光器的功率放大器(后置放大器)中，作为用于合成在各激光二极管中生成的泵浦光的结构，使用光合束器(参照专利文献1～2)。光合束器是具备多个输入侧导线光纤和单一的输出侧导线光纤的光学部件，具有对经由各输入侧光纤从外部输入的光进行合成，并且将合成的光经由输出侧导线光纤向外部输出的功能。在光纤激光器中，光合束器的各输入侧导线光纤经由泵浦光纤连接于激光二极管，光合束器的输出侧导线光纤连接于泵浦增益光纤。也存在在光合束器的输入侧，与连接于泵浦光纤的输入侧导线光纤不同地，配置有使用于信号光的输入输出的输送光纤端口的情况。在各激光二极管中生成的泵浦光在被光合束器合成后，输入泵浦增益光纤的包层。

泵浦组合器的输入侧导线光纤与熔融连接于该输入侧导线光纤的泵浦光纤是仅波导泵浦光的光纤。作为这些光纤，通常使用由石英玻璃制的纤芯、折射率低于纤芯的树脂制的预被覆、和折射率高于纤芯的次级被覆构成的单包层光纤，通过纤芯波导泵浦光。纤芯由石英玻璃构成，由此能够波导大功率的泵浦光。另外，包层由与石英玻璃的折射率差较大的树脂构成，由此能够增大纤芯的数值孔径，而高效地入射来自激光二极管的泵浦光。

另一方面，泵浦组合器的输出侧导线光纤与熔融连接于该输出侧导线光纤的泵浦增益光纤是波导泵浦光和激光双方的光纤。作为这些光纤，通常使用由石英玻璃制的纤芯、折射率低于纤芯的石英玻璃制的包层、折射率低于包层的树脂制的预被覆、和折射率高于纤芯的次级被覆构成的双包层光纤，通过纤芯波导激光，并且通过包层波导泵浦光。

然而，光纤的熔融连接需要在除去端面附近的被覆后进行。因此，在泵浦组合器的输入侧导线光纤与泵浦光纤的熔融点附近，除去预被覆和次级被覆。相同地，即使在泵浦组合器的输出侧导线光纤与泵浦增益光纤的熔融点附近，也除去预被覆和次级被覆。另外，即便在对光纤实施熔融连接以外的加工的情况下，也需要除去加工位置附近的被覆。例如，在共振器型的光纤激光器中，在泵浦增益光纤的两端连接光纤布拉格光栅。该光纤布拉格光栅是形成有用于产生布拉格反射的光栅的双包层光纤，但在该光栅的附近，除去预被覆和次级被覆。这样，以下，将除去预被覆和次级被覆的区间记载为“被覆除去区间”。另外，将与该被覆除去区间邻接的预被覆和次级被覆残留的区间中的、位于比该被覆除去区间靠入射侧的位置的区间记载为“第1被覆区间”，将位于比该被覆除去区间靠出射侧的位置的区间记载为“第2被覆区间”。

在被覆除去区间，必须用折射率低于该光波导路的介质覆盖露出的光波导路(纤芯或者包层)。否则，无法预先在被覆除去区间将光截留于光波导路。在专利文献3中，公开了利用低折射率树脂覆盖在被覆除去区间露出的光波导路的结构。另外，在专利文献4中，公开了利用空气(空气包层)覆盖在被覆除去区间露出的光波导路的结构。