[发明专利]光纤以及激光装置

说明书

一种光纤，能够至少以LP01模式和LP11模式在芯部传播至少波长1060nm的光，在LP01模式的光的传播常量与LP11模式的光的传播常量之差Δβ为2000rad/m以下，并将因在光纤传播而导致的由M²表示的光的光束品质的劣化量设为ΔM²的情况下，长度L满足下述式。

技术领域

本发明涉及一种光纤以及使用该光纤的激光装置，能够抑制受激拉曼散射，并且将光束品质的劣化抑制在所希望的范围内。

背景技术

光纤激光装置能够获得聚光性优越，功率密度较高，且成为较小的光束点的光，因此在激光加工领域、医疗领域等各种领域被使用。在这样的光纤激光装置中，实现射出的光的高输出化。但是，若光纤内的光的功率密度增高，则容易产生因受激拉曼散射所引起的光的波长变换，从而存在射出不希望的波长的光的情况。在该情况下，由被加工体等反射的光再次返回光纤激光装置并被增幅，由此在设计上应该被增幅的波长的光的增幅变得不稳定，从而存在输出变得不稳定的情况。

为了抑制光纤中的受激拉曼散射，能够列举增大在芯部传播的光的有效截面积的情况。为了增大该有效截面积，能够列举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。若增大芯部的直径，则芯部的光的约束力增大，因此具有光纤进行多模化的趋势。因此，为了抑制芯部的光的约束力，能够列举减小芯部相对于包层的相对折射率差的情况。但是，若减小芯部相对于包层的相对折射率差，则在芯部传播的光容易受到宏弯、微弯带来的影响。因此，要求适当地增大芯部的直径，并且调整芯部相对于包层的相对折射率差。

但是，即便在如上述那样设计芯部的情况下，若欲以单模传播光，则会在LP01模式的光的有效截面积的大小存在极限。因此，如下述专利文献1记载的光纤那样，尝试了使用具有能够以少模传播光的芯部的光纤构成光纤激光装置，由此增大LP01模式的光的有效截面。

专利文献1：日本特开2016－51859号公报

在光纤激光装置中，优选从聚光性的观点等来看，射出的光的光束品质优越，因此，即便在如上述那样使用具有能够以少模传播光的芯部的光纤来增大LP01模式的光的有效截面积的情况下，也存在欲抑制基本模式以外的模式的光被励振的要求。此外，光束品质例如由M²(平方米)等表示。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种光纤以及使用该光纤的激光装置，能够抑制受激拉曼散射，并且将光束品质的劣化抑制在所希望的范围内。

为了解决上述课题，本发明为一种光纤，其能够至少以LP01模式和LP11模式在芯部传播至少波长1060nm的光，上述光纤的特征在于，在上述LP01模式的光的传播常量与上述LP11模式的光的传播常量之差Δβ为2000rad/m以下，并将因在光纤传播而导致的由M²表示的光的光束品质的劣化量设为ΔM²的情况下，长度L满足下述式。

在芯部至少以LP01模式和LP11模式传播至少波长1060nm的光，LP01模式的光的传播常量与LP11模式的光的传播常量之差为2000rad/m以下，由此与单模光纤相比，能够增大LP01模式的光的有效截面积。因此，能够抑制受激拉曼散射。另外，本发明人等发现：在光纤的长度L满足上述式的情况下，能够将射出的光的光束品质抑制在所希望的劣化量ΔM²以下。具体而言，本发明人等发现：因光的模式间耦合而导致的光束品质的劣化与光纤的长度成比例，另外，在LP01模式的光的传播常量与LP11模式的光的传播常量之差Δβ为2000rad/m以下，光束品质的劣化与光纤的长度的比例常量同传播常量差Δβ成比例。基于该发现，得出了如下的结论，即：在光纤的长度L满足上述条件的情况下，能够将因LP01模式的光移至LP11模式的光而导致的光束品质的劣化量抑制为ΔM²以下。因此，根据本发明的光纤，能够抑制受激拉曼散射，并且将光束品质的劣化抑制在所希望的范围内。