[发明专利]放大用光纤、光纤激光装置以及光谐振器

说明书

本发明提供放大用光纤、光纤激光装置以及光谐振器。放大用光纤(10)的特征在于具备：芯部(11)以及折射率比芯部(11)低的内侧包层(12)，在芯部(11)整体添加被激发光激发的活性元素，在芯部(11)传播的光中，LP01模式的光的相对有效折射率差为0.05％以上，LP21模式的光的相对有效折射率差小于0.05％。

技术领域

本发明涉及能够抑制光束品质变差并且能够放大光的放大用光纤、光纤激光装置以及光谐振器。

背景技术

光纤激光装置能够得到聚光性优异、功率密度高、形成为小的光斑的光，因此用于激光加工领域、医疗领域等各种领域中。在这样的光纤激光装置中，射出的光被高输出化。然而，若光纤内的光的功率密度升高，则存在容易产生由感应拉曼散射引起的光的波长转换，射出不希望的波长的光的情况。在该情况下，有时在设计上应被放大的波长的光的放大变得不稳定，因而输出变得不稳定。

作为抑制光纤中的感应拉曼散射的方法，可列举出使在芯部传播的光的有效截面积增大来降低芯部内的光的能量密度的方法。增大该有效截面积的方法可列举出增大芯部的直径的方法、减小芯部相对于包层的相对折射率差的方法等。然而，若增大芯部的直径，则芯部的光限制能力变大，因此具有在光纤中传播的光多模化，射出的光的光束品质变差的趋势。

在下述专利文献1中记载了向芯部的中心添加通过激发光激发的增益介质，在芯部的外周添加吸收信号光的吸收介质的放大用光纤。根据这样的结构，与高阶模式的光相比基本模式的光被放大，结果能够抑制光束品质变差。

专利文献1：国际公开第2003/067723号

然而，在专利文献1记载的放大用光纤中，在芯部的一部分添加增益介质，因此与对芯部整体添加增益介质的情况相比，存在放大的效率较差的趋势。因此寻求通过其它方法抑制光束品质降低的放大用光纤。另外，光束品质例如用M²(M平方)等表示。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制光的放大效率降低并且能够抑制光束品质变差的放大用光纤、光纤激光装置以及光谐振器。

为了解决上述课题，本发明的放大用光纤具备：芯部、和折射率比所述芯部低的包层，在所述芯部整体添加会被激发光激发的活性元素，在所述芯部传播的光中，LP01模式的光的相对有效折射率差为0.05％以上，LP21模式的光的相对有效折射率差小于0.05％。

在本发明的放大用光纤中，在芯部整体添加活性元素，因此与上述专利文献1那样在芯部的一部分添加活性元素的情况相比，能够有效地放大在芯部传播的光。因此与上述专利文献1记载的放大用光纤相比，能够抑制光的放大效率的降低。另外，本申请的发明人们发现了在芯部整体添加活性元素的放大用光纤中，相对有效折射率差为0.05％以上的LP模式的光的放大率高，相对有效折射率差小于0.05％的LP模式的光的放大率低。因此根据上述光纤，LP01模式的光被放大，LP21模式的光的放大被抑制。另外，相对有效折射率差能够理解为光被封闭在芯部内的指标。因此，若LP21模式的光的相对有效折射率差小于0.05％，则比其高阶的模式的光的相对有效折射率差也小于0.05％。因此根据上述放大用光纤，能够抑制LP21模式以上的高阶模式的光的放大，从而能够抑制从放大用光纤射出的光的光束品质变差。

另外，优选为，在所述芯部传播的光中，LP11模式的光的相对有效折射率差小于0.05％。。

在该情况下，能够抑制LP11模式以上的高阶模式的光的放大，因此能够进一步抑制从放大用光纤射出的光的光束品质变差。

或者，优选为，在所述芯部传播的光中，LP11模式的光的相对有效折射率差为0.05％以上。

在该情况下，能够分别将LP01模式的光以及LP11模式的光放大，因此与抑制射出的光的光束品质变差并且仅放大LP01模式的光的情况相比，能够从放大用光纤射出高功率的光。