啁啾光纤光栅元件以及光纤激光器制造技术

实现入射端面附近的发热量比以往小的啁啾光纤光栅元件。使光栅(11a)的栅距Λi随着从一方的端面(1A)远离而变大，并且使光栅(11a)的折射率差Δni随着从端面(1A)远离而变大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】啁啾光纤光栅元件以及光纤激光器
本专利技术涉及通过将随着从一方的端面远离而栅距逐渐变大的光栅形成光纤的纤芯而获得的啁啾光纤光栅元件。另外，涉及具备这样的啁啾光纤光栅元件的光纤激光器。
技术介绍
在光加工以及光通信领域，作为激光振荡器，广泛使用光纤激光器。在这样的光纤激光器中，为了形成包括在纤芯添加了稀土类元素而成的放大用光纤在内的空腔，在放大用光纤的一端连接有作为反射镜而发挥功能的光纤布拉格光栅元件，在放大用光纤的另一端连接有作为半透半反镜发挥功能的光纤布拉格光栅元件。光纤布拉格光栅元件是通过将栅距恒定(成为Λ)的光栅形成光纤而获得的元件，具有选择性地反射波长成为2nΛ(n为自然数)的光的功能。在这样的光纤激光器中，若推进高输出化则容易产生光谱烧孔、受激拉曼散射等非线性光学效应，因此为了避免该情况需要实施振荡波长的宽带化。该情况下，取代将栅距恒定的光栅形成纤芯而成的通常的光纤布拉格光栅，而将形成有随着从一方的端面远离而栅距逐渐变大的光栅而成的啁啾光纤光栅元件用作反射镜以及半透半反镜。这是因为啁啾光纤光栅元件的反射频带比通常的光纤布拉格光栅的反射频带宽。专利文献1公开有这样的啁啾光纤光栅元件(相当于专利文献1的“光纤布拉格光栅元件”)。根据专利文献1，通过将与形成纤芯的光栅相同的光栅也形成包层，从而能够加宽反射频带，并且增大阻断量。专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2008-282044号公报(公开日：2008年11月20日)”然而，在以往的啁啾光纤光栅元件中，光栅形成得密，并且在从由于入射光和反射光的多重干涉而导致光的能量密度变高的一方的端面向纤芯入射光时，入射端面附近的发热量变大，由此存在可靠性降低这样的问题。产生这样的问题的原因如下。即，为了制造啁啾光纤光栅元件，首先，制作将锗等具有感光性的元素添加于纤芯而成的光纤，接下来，需要通过在该光纤照射紫外线而形成光栅(被照射紫外线的区域成为构成光栅的高折射率区域)。此时，导致在被照射紫外线的区域即构成光栅的高折射率区域的内部形成缺陷。因此，若光入射于啁啾光纤光栅元件的光栅，则其一部分由于构成光栅的各高折射率区域所包含的缺陷而转换为热。特别是在啁啾光纤光栅元件中，光栅在由于入射光与反射光的多重干涉而使光的能量密度变高的入射端面附近形成得密。因此，入射端面附近的发热量容易变大。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题而完成的，在于实现入射端面附近的发热量比以往的啁啾光纤光栅元件小、且可靠性高的啁啾光纤光栅元件。为了实现上述的目的，本专利技术所涉及的啁啾光纤光栅元件，通过在折射率为n0的纤芯形成由折射率为ni(ni＞n0)的高折射率区域构成的光栅而成，其特征在于，上述光栅的栅距Λi随着从该啁啾光纤光栅元件的一方的端面远离而变大，上述光栅的折射率差Δni＝ni-n0，随着从该啁啾光纤光栅元件的上述一方的端面远离而变大。另外，为了实现上述的目的，本专利技术所涉及的啁啾光纤光栅元件，通过在折射率为n0的纤芯形成由折射率为ni(ni＞n0)的高折射率区域构成的光栅而成，上述光栅的栅距Λi随着从该啁啾光纤光栅元件的一方的端面远离而变大，上述高折射率区域的厚度Di随着从该啁啾光纤光栅元件的一方的端面远离而变大。根据本专利技术，能够实现入射端面附近的发热量比以往小的啁啾光纤光栅元件。作为其结果，能够实现可靠性比以往高的啁啾光纤光栅元件。附图说明图1是一实施方式的啁啾光纤光栅元件的纵剖视图以及横剖视图。图2是表示图1所示的啁啾光纤光栅元件所具备的纤芯的折射率分布的图表。图3是表示入射至图1所示的啁啾光纤光栅元件所具备的纤芯的光所包含的波长为1062.5nm、1063.5nm、1064.5nm、1065.5nm的成分波的功率分布的图表。图4是决定第一实施例、第二实施例以及比较例的啁啾光纤光栅元件的光栅的栅距的二次函数Λ1(z)、二次函数Λ2(z)以及一次函数Λ0(z)的图表。图5是表示第一实施例、第二实施例以及比较例的啁啾光纤光栅元件的透射光谱的图表。图6是表示第二实施例以及比较例的啁啾光纤光栅元件的发热量分布的图表。图7是一变形例的啁啾光纤光栅元件的纵剖视图以及横剖视图。图8是表示入射至图1所示的啁啾光纤光栅元件的光的行进路线的示意图。具体实施方式〔啁啾光纤光栅元件的结构〕参照图1对本专利技术的一实施方式的啁啾光纤光栅元件1的结构进行说明。图1是啁啾光纤光栅元件1的纵剖视图(左侧)以及横剖视图(右侧)。如图1所示，啁啾光纤光栅元件1是具备圆柱状的纤芯11、和包围纤芯11的圆筒状的包层12的光纤型元件。包层12的折射率nclad低于纤芯11的折射率ncore，经由一方的端面1A而入射至纤芯11的光在纤芯11的内部传播，经由另一方的端面1B而从纤芯11射出。此外，啁啾光纤光栅元件1也可以具备包围包层12的圆筒状的覆层(未图示)。如图1所示，在啁啾光纤光栅元件1的纤芯11，形成有由沿着纤芯11的中心轴排列的多个高折射率区域11a1～11a10构成的光栅11a。各高折射率区域11ai(i＝1，2，…，10)是折射率比纤芯11的基材折射率(除高折射率区域11a1～11a10以外的区域的折射率)n0高的圆柱状的区域。对于各高折射率区域11ai的折射率，替换参照的附图而在后文中说明。如图1所示，光栅11a的栅距Λ1～Λ9随着从端面1A远离而变大。此处，各栅距Λi是在将从端面1A至各高折射率区域11ai的中心为止的距离设为zi时，由Λi＝zi+1-zi定义的量，表示邻接的两个高折射率区域11ai、11ai+1的中心间隔。在以往的啁啾光纤光栅元件中，光栅11a的栅距Λ1～Λ9随着从端面1A远离而以一次函数方式增加。更准确而言，满足Λ(zi)＝Λi的函数Λ(z)通过z的一次函数Λ(z)＝α0+α1z(α0、α1为常量)来赋予。相对于此，在本实施方式的啁啾光纤光栅元件1中，光栅11a的栅距Λ1～Λ9随着从端面1A远离而以二次函数方式增加。更准确而言，满足Λ(zi)＝Λi的函数Λ(z)通过z的二次函数Λ(z)＝α0+α1z+α2z2(α0、α1、α2为常量)来赋予。此外，高折射率区域11ai的厚度Di以使比Di/Λi成为恒定(图示的例子中为0.5)的方式决定。由啁啾光纤光栅元件1反射的光的波长频带，比由形成有栅距恒定(成为Λ)的光栅的通常的光纤布拉格光栅元件反射的光的波长频带宽。这是因为：通常的光纤布拉格光栅元件的光栅选择性地反射波长成为2nΛ(n为整数)的光，相对于此，啁啾光纤光栅元件1的光栅11a选择性地反射波长成为2nΛ1以上且2nΛ9以下的光。此外，对于光栅11a向啁啾光纤光栅元件1的形成，能够通过与通常的光栅向光纤布拉格光栅元件的形成相同的方法来实现。即，首先，制造将锗等具有感光(紫外线)性元素添加于纤芯11而成的光纤，接下来，对该光纤中的应该形成高折射率区域11a1～11a10的区域，选择性地照射紫外线。此处，对于各高折射率区域11ai的折射率而言，若增加向应该形成该高折射率区域11ai的区域照射的紫外线量则变高，若减少向应该形成该高折射率区域11ai的区域照射的紫外线的量则变低。因此，为了使各高折射率区域11ai的折射率成为目标折射率，而只要对向该区域照射的紫外线的强度、向该区域照射紫外线的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种啁啾光纤光栅元件，其通过在折射率为n0的纤芯形成由折射率为ni的高折射率区域构成的光栅而成，其中，ni＞n0，所述啁啾光纤光栅元件的特征在于，所述光栅的栅距Λi随着从该啁啾光纤光栅元件的一方的端面远离而变大，所述光栅的折射率差即Δni＝ni‑n0，随着从该啁啾光纤光栅元件的所述一方的端面远离而变大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 JP 2016-1682701.一种啁啾光纤光栅元件，其通过在折射率为n0的纤芯形成由折射率为ni的高折射率区域构成的光栅而成，其中，ni＞n0，所述啁啾光纤光栅元件的特征在于，所述光栅的栅距Λi随着从该啁啾光纤光栅元件的一方的端面远离而变大，所述光栅的折射率差即Δni＝ni-n0，随着从该啁啾光纤光栅元件的所述一方的端面远离而变大。2.根据权利要求1所述的啁啾光纤光栅元件，其特征在于，所述栅距Λi随着从该啁啾光纤光栅元件的所述一方的端面远离而以二次函数方式增加。3.根据权利要求2所述的啁啾光纤光栅元件，其特征在于，所述折射率差Δni随着从该啁啾光纤光栅元件的所述一方的端面远离而以一次函数方式增加。4.一种啁啾光纤光栅元件，其通过在折射率为n0的纤芯形成由折射率为ni的高折射率...

【专利技术属性】
技术研发人员：阪本真一，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：日本,JP