[发明专利]激光振荡器、激光加工装置、光纤、光纤制造方法及光纤制造装置

说明书

在使用光纤的激光振荡器中，实现较强的激光振荡。激光振荡器(1)具有激励光源(11)、光纤(15)和光栅区域(155)。激励光源(11)输出激励光(L2)。光纤(15)具有芯(151)，该芯(151)使通过激励光(L2)而产生的激光(L1)沿长度方向传输并从出口(O)输出。光栅区域(155)是在芯(151)的长度方向上隔开第1间隔(D1)而形成有多个折射率调制区域(HR)的区域。折射率调制区域(HR)具有与芯(151)的折射率不同的折射率。折射率调制区域(HR)在与芯(151)的长度方向垂直的方向上的截面面积为芯(151)在与长度方向垂直的方向上的截面面积的16％以上。

技术领域

本发明涉及激光振荡器、具有该激光振荡器的激光加工装置、用于该激光振荡器的光纤、该光纤的制造方法以及该光纤的制造装置。

背景技术

以往，在具有使光沿长度方向传输的芯的光纤中，已知有在该芯的内部隔开规定的间隔形成具有比芯的折射率高(或低)的折射率的多个区域(称为折射率调制区域)的光纤。当光在芯内部传输时，该多个折射率调制区域对该光起到衍射光栅的作用。因此，形成有上述那样的多个折射率调制区域的光纤被称为“光纤布拉格光栅(Fiber BraggGrating，FBG)”。

如果使光在隔开规定的间隔形成有多个折射率调制区域的光纤中传输，则能够将该光中的具有由光纤的折射率和上述规定的间隔所决定的波长的光作为反射光取出。另外，例如，如果在纤芯中添加了稀土类等的光纤的两端附近以上述规定的间隔形成多个折射率调制区域，并向该光纤导入适当的激励光，则可以使在光纤的纤芯内传输的发光中的、具有由上述规定的间隔决定的波长的光在光纤内往复而放大。即，能够在光纤内实现激光振荡。

在专利文献1中，公开了通过对光纤的芯层照射脉冲激光而在该芯层中引起化学反应，从而在芯层内形成折射率调制区域的技术。在专利文献1中，在形成了1个折射率调制区域之后，使光纤移动光栅周期的量，通过对芯层再次照射脉冲激光，从而隔开光栅周期的间隔而形成多个折射率调制区域。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：专利第3426154号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1等公开的以往的折射率调制区域的形成方法中，将形成折射率调制区域的光以从与芯的长度方向垂直的方向聚焦在芯内部的状态进行照射。如果仅仅是在将焦点聚焦在芯内部的状态下照射该光，则仅该光仅照射在芯内部的极其有限的区域，因此仅能够形成相对于芯的截面具有小比例的面积的折射率调制区域。

如果折射率调制区域的面积小，则与在芯中传输的光的相互作用也变小，如果不增加折射率调制区域的层数，则难以得到较高的光反射率。

由于折射率调制区域的面积小，不能充分地反射在芯内传输的光，因此在将具有用现有的方法形成的折射率调制区域的光纤用作激光振荡器的介质的情况下，在光纤内不能充分放大激光，不能得到激光振荡。实际上，在使用以往的方法在掺杂了稀土类元素的光纤中形成折射率调制区域并将该光纤应用于激光振荡器的情况下，不能输出足够强度的激光。

为了使在纤芯内部产生的激光充分地反射，考虑在光纤的长度方向上形成多个折射率调制区域。但是，在沿着长度方向形成多个折射率调制区域的方法中，主要存在以下两个问题。

第一个问题是，为了沿长度方向形成多个折射率调制区域，需要多次重复(i)激光照射，(ii)停止照射，(iii)使激光光源或光纤沿长度方向移动，(iv)再次进行激光照射这样的过程，制造能够充分地放大激光的光纤光栅需要花费时间。

第二个问题是，当沿着长度方向形成多个折射率调制区域时，由于光纤的结构的变形，不能得到稳定的良好的光纤布拉格光栅。