光纤光学系统及其制造方法技术方案

本发明专利技术提供一种光纤光学系统及其制造方法。在具备作为对光进行增强的双包层光纤的第3光纤(13)和作为传输由第3光纤(13)增强了的光的单包层光纤的第5光纤(15)的光纤放大器(1)中，在第3光纤(13)与第5光纤(15)之间，插入作为三重包层光纤的第4光纤(14)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤光学系统及其制造方法
本专利技术涉及光纤放大器、光纤激光器等包括增强用双包层光纤和传输用单包层光纤的光纤光学系统。另外，还涉及其制造方法。
技术介绍
包括增强信号光的双包层光纤(以下也记载为“增强用双包层光纤”)和传输由该增强用双包层光纤增强了的信号光的单包层光纤(以下也记载为“传输用单包层光纤”)的光纤光学系统被广泛地使用。光纤放大器、光纤激光器等是这样的光纤光学系统的代表例。图13是表示以往的典型的光纤放大器5的结构的框图。如图13所示，光纤放大器5是由多个光纤构成的光纤光学系统。在以下的说明中，将构成光纤放大器5的光纤划分成4个区间，并将这些4个区间分别记载为第1光纤51、第2光纤52、第3光纤53、第4光纤54。另外，设第1光纤51与第2光纤52之间的熔接点为P2、第2光纤52与第3光纤53之间的熔接点为P3、第3光纤53与第4光纤54之间的熔接点为P4。第1光纤51是用于取入信号光的光纤，由单包层光纤构成。在第1光纤51的入射端P1连接有信号光源(未图示)。经由入射端P1从信号光源射入至第1光纤51的信号光在第1光纤51中传播之后，经由熔接点P2射入至第2光纤52。第2光纤52是用于取入激发光的光纤，在第2光纤52插入有与1个以上(在图13所示的例中为6个)的激发光源55连接了的泵浦合束器56。第2光纤52之中，从熔接点P2至泵浦合束器56的区间由单包层光纤构成，从泵浦合束器56至熔接点P3的区间由双包层光纤构成。经由熔接点P2从第1光纤51射入至第2光纤52的纤芯的信号光在第2光纤52中传播之后，经由熔接点P3射入至第3光纤53。另一方面，经由泵浦合束器56从激发光源55射入至第2光纤52的第1包层的激发光在第2光纤52中传播之后，经由熔接点P3射入至第3光纤53。第3光纤53是用于增强信号光的光纤，由双包层光纤构成。即，是增强用双包层光纤。第3光纤53具有由添加了稀土类等活性元素的纤芯53a、包围纤芯53a的第1包层53b1、包围第1包层53b1的第2包层53b2、包围第2包层53b2的覆盖物53c构成的截面结构(参照图14)。经由熔接点P3从第2光纤52射入至第3光纤53的激发光在第3光纤53的第1包层53b1中传播之后，经由熔接点P4射入至第4光纤54。纤芯53a中所添加的活性元素通过该激发光转移至粒子数反转状态。另一方面，经由熔接点P3从第2光纤52射入至第3光纤53的信号光在第3光纤53的纤芯53a中传播之后，经由熔接点P4射入至第4光纤54。第3光纤53的纤芯53a中所添加的活性元素通过该信号光而引起受激发射。因为通过激发光活性元素保持在粒子数反转状态，所以从活性元素受激发射的光子数大于活性元素所吸收的光子数。即，射入至第3光纤53的信号光在第3光纤53的纤芯53a中传播的过程中被增强。第4光纤54是用于传输增强后的信号光的光纤，由单包层光纤构成。即，是传输用单包层光纤。经由熔接点P4从第3光纤53射入至第4光纤54的信号光在第4光纤54的纤芯54a中传播之后，从第4光纤54的输出端P5输出。这样，在将作为传输用单包层光纤的第4光纤54与作为增强用双包层光纤的第3光纤53熔接的情况下，在熔接点P4产生以下那样的问题。即，在熔接点P4中在第3光纤53与第4光纤54之间产生了轴向偏移的情况下，如图14所示，由第3光纤53的纤芯53a增强了的信号光La1～La2的一部分射入至第4光纤54的包层54b。另外，如图14所示，没有被活性元素吸收而剩余的残留激发光Lb也射入至第4光纤54的包层54b。射入至第4光纤54的包层54b的信号光La2及残留激发光Lb在第4光纤54的包层54b中传播的过程中使覆盖物54c发热。因该热，覆盖物54c劣化，最坏的情况下，存在导致第4光纤54断裂的可能性。尤其是，在近年的高输出光纤放大器中，在第4光纤54的包层54b中传播的信号光La2的功率成为数十W级，因而这样的问题比较深刻。其中，增强用双包层及传输用单包层光纤的纤芯直径通常为10μm左右。因此，即使只有稍微的轴向偏移，信号光也会从增强用双包层光纤的纤芯射入至传输用单包层光纤的包层。另外，在增强用双包层光纤中，为了实施偏斜措施而将纤芯的形状设为多边形，而在传输用单包层光纤中，将纤芯的形状设为圆形的情况较多。在这样的情况下，因在熔接点的纤芯形状不一致，从而信号光变得易于从增强用双包层光纤的纤芯射入至传输用单包层光纤的包层。作为用于解决这样的问题的技术，列举有专利文献1～4所记载的技术。在专利文献1中记载有如下技术：用由高导热材料构成的块覆盖双包层光纤与单包层光纤之间的熔接点，并在该块与各光纤之间的间隙填充透明树脂，从而将刚射入至单包层光纤之后的残留激发光转换成热。作为该透明树脂，使用折射率比单包层光纤的包层的折射率更高的树脂。另外，在专利文献2中也记载了如下技术：用高折射率树脂覆盖双包层光纤与单包层光纤之间的熔接点，并用散热板转换成热的技术。另外，在专利文献3中记载有通过在与双包层光纤熔接连接的单包层光纤上安装引导部件而除去在单包层光纤的包层中传播的残留激发光的技术。作为该引导部件，使用折射率比单包层光纤的包层的折射率高且与单包层光纤密接的筒状的部件。另外，在专利文献4中记载有用于除去从双包层保偏光纤射入至单模保偏光纤的包层的残留漏光的技术。作为用于除去残留漏光的结构，使用以30mm直径卷绕将覆盖物除去了10cm左右后的单模保偏光纤并固定于金属板的结构。专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2008－310277号公报”(2008年12月25日公开)专利文献2：日本公开专利公报“日本特开2007－271786号公报”(2007年10月18日公开)专利文献3：日本公开专利公报“日本特开2008－268747号公报”(2008年11月6日公开)专利文献4：日本公开专利公报“日本特开2010－56265号公报”(2010年3月11日公开)然而，在通过如专利文献1～2所记载的技术那样用高折射率树脂覆盖双包层光纤与单包层光纤之间的熔接点，并且使刚射入至单包层光纤的包层之后的残留激发光漏出的技术中，存在以下那样的问题。即，例如在如图15所示那样用高折射率树脂57覆盖了图14所示的熔接点P4的情况下，除了射入至第4光纤54的包层54b的残留激发光Lb之外，射入至第4光纤54的包层54b的信号光La2也从第4光纤54漏出。换言之，除去射入至第4光纤54的纤芯54a的信号光La1之外，所有的射入至第4光纤54的光均在熔接点P4的附近从第4光纤54漏出。因此，在熔接点P4的附近产生大量的热，从而该处理所需要的散热机构不得不成为大规模。另外，在没有设置充分的散热机构的情况下，有可能导致第4光纤54的覆盖物的劣化、第4光纤54的断裂。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于实现一种不设置大规模的散热机构也比以往可靠性高的光纤光学系统。为了解决上述课题，本专利技术所涉及的光纤光学系统具备：双包层光纤，对光进行增强；单包层光纤，传输由上述双包层光纤增强了的光；以及三重包层光纤，被插入在上述双包层光纤与上述单包层光纤之间。另外，为了解决上述课题，本专利技术所涉及的光纤光学系统的制造方法包括：将对光进行增强的双包层光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光学系统，其特征在于，具备：双包层光纤，对光进行增强；单包层光纤，传输由所述双包层光纤增强了的光；以及三重包层光纤，被插入在所述双包层光纤与所述单包层光纤之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.28 JP 2012-0750981.一种光纤光学系统，其特征在于，具备：双包层光纤，对光进行增强；单包层光纤，传输由所述双包层光纤增强了的光；以及三重包层光纤，被插入在所述双包层光纤与所述单包层光纤之间，所述三重包层光纤由第1包层的截面积不同的多个三重包层光纤构成，所述多个三重包层光纤按照如下方式连接：各三重包层光纤的第1包层的截面与连接于该三重包层光纤的与所述双包层光纤侧相反一侧的三重包层光纤的第1包层及第2包层这双方的截面交错。2.根据权利要求1所述的光纤光学系统，其特征在于，在所述双包层光纤与所述三重包层光纤之间的连接点中，所述双包层光纤的纤芯的截面包含于由所述三重包层光纤的纤芯和所述三重包层光纤的第1包层构成的区域的截面。3.根据权利要求1或2所述的光纤光学系统，其特征在于，在所述双包层光纤与所述三重包层光纤之间的连接点中，所述双包层光纤的...

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